JP5136701B2 - Control device for an internal combustion engine with a supercharger - Google Patents

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Description

本発明は、過給機付き内燃機関の制御装置に関し、さらに詳しくは、可変ノズルベーン式過給機を備えた内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine with a supercharger, and more particularly to a control device for an internal combustion engine provided with a variable nozzle vane supercharger.

車両に搭載される内燃機関(以下、エンジンともいう)には、排気エネルギを利用した過給機(以下、ターボチャージャともいう)が装備されている。ターボチャージャは、一般に、エンジンの排気通路を流れる排気ガスによって回転するタービンホイールと、吸気通路内の空気を強制的にエンジンの燃焼室へと送り込むコンプレッサインペラと、これらタービンホイールとコンプレッサインペラとを連結する連結シャフトとを備えている。このような構造のターボチャージャにおいては、排気通路に配置のタービンホイールが排気のエネルギによって回転し、これに伴って吸気通路に配置のコンプレッサインペラが回転することによって吸入空気が過給され、エンジンの各気筒の燃焼室に過給空気が強制的に送り込まれる。   2. Description of the Related Art An internal combustion engine (hereinafter also referred to as an engine) mounted on a vehicle is equipped with a supercharger (hereinafter also referred to as a turbocharger) that uses exhaust energy. In general, a turbocharger connects a turbine wheel that is rotated by exhaust gas flowing through an engine exhaust passage, a compressor impeller that forcibly feeds air in the intake passage to a combustion chamber of the engine, and the turbine wheel and the compressor impeller. Connecting shaft. In the turbocharger having such a structure, the turbine wheel disposed in the exhaust passage is rotated by the energy of the exhaust gas, and the compressor impeller disposed in the intake passage is rotated accordingly, whereby the intake air is supercharged, and the engine Supercharged air is forced into the combustion chamber of each cylinder.

車両に搭載されるターボチャージャとしては、排気エネルギに対する過給圧調整を可能とした可変ノズルベーン式ターボチャージャが主流となってきている。   As a turbocharger mounted on a vehicle, a variable nozzle vane type turbocharger capable of adjusting a supercharging pressure with respect to exhaust energy has become mainstream.

可変ノズルベーン式ターボチャージャは、例えば、タービンハウジングの排気ガス流路に配置され、その排気ガス流路の流路面積を可変とする複数のノズルベーン(可動ベーンとも呼ばれる)を有する可変ノズルベーン機構(VN機構)と、それらノズルベーンに変位(回転)を与えるアクチュエータ(モータ式アクチュエータ)などを備えており、ノズルベーンの開度を変更して、互いに隣り合うノズルベーン間の流路面積(スロート面積)を変化させることにより、タービンホイールに向けて導入される排気ガスの流速を調整する(例えば、特許文献1及び2参照)。このようにして排気ガスの流速調整を行うことにより、タービンホイール及びコンプレッサインペラの回転速度を調整して、エンジンの燃焼室に導入される空気の圧力を調整することができる。   The variable nozzle vane turbocharger is, for example, a variable nozzle vane mechanism (VN mechanism) that is disposed in an exhaust gas flow path of a turbine housing and has a plurality of nozzle vanes (also referred to as movable vanes) that can change the flow area of the exhaust gas flow path. ) And actuators (motor actuators) that apply displacement (rotation) to these nozzle vanes, etc., and change the opening area of the nozzle vanes to change the flow area (throat area) between adjacent nozzle vanes. Thus, the flow rate of the exhaust gas introduced toward the turbine wheel is adjusted (see, for example, Patent Documents 1 and 2). By adjusting the exhaust gas flow rate in this manner, the rotational speeds of the turbine wheel and the compressor impeller can be adjusted to adjust the pressure of the air introduced into the combustion chamber of the engine.

そして、このような可変ノズルベーン式ターボチャージャでは、排気エネルギにおける過給圧の調整自由度が大きくなるので、加速性に繋がるトルク応答性の向上や、出力・燃費(燃料消費率)・エミッションに対する適合の自由度向上などの利点がある。なお、可変ノズルベーン式ターボチャージャはディーゼルエンジンのみでなく、ガソリンエンジンにも採用されつつある。   And with such a variable nozzle vane type turbocharger, the degree of freedom of adjustment of the supercharging pressure in the exhaust energy is increased, so the torque response that leads to acceleration is improved, and it is compatible with output, fuel consumption (fuel consumption rate), and emissions. There are advantages such as improving the degree of freedom. Note that variable nozzle vane turbochargers are being adopted not only in diesel engines but also in gasoline engines.

特開2009−299505号公報JP 2009-299505 A 特開2003−129853号公報JP 2003-129853 A 特開2009−281144号公報JP 2009-281144 A

ターボチャージャに可変ノズルベーン機構を設けた場合、ノズルベーンを通過する排気ガスの流速が大きくなると、ノズルベーンの後流に排気ガスの乱れが発生する。排気ガス乱れの代表的なものはランキン渦である。ランキン渦はノズルベーンの後端で発生し、排気ガスの流速に比例した周波数成分を有する圧力脈動となることが判っている。つまり、ランキン渦の渦放周波数fは、理論式[f=St*U/D St:ストロハル数(定数)、U:流速、D:後流の幅]の関係を満足しているので、そのランキン渦によって生じる圧力脈動は、ノズルベーンを通過する排気ガスの流速に比例した周波数成分を有する。そして、そのような圧力脈動の周波数が、タービンハウジング内の空間及び排気管(タービンハウジング〜触媒の排気ガス通路)内の空間の空間共鳴にて増幅されると、車両排気管を通じて排気口からの吐出音となってしまい、その異音が問題となる。   When the variable nozzle vane mechanism is provided in the turbocharger, when the flow velocity of the exhaust gas passing through the nozzle vane increases, the turbulence of the exhaust gas occurs in the downstream of the nozzle vane. A typical exhaust gas turbulence is Rankine vortex. It has been found that Rankine vortex is generated at the rear end of the nozzle vane and becomes a pressure pulsation having a frequency component proportional to the flow rate of the exhaust gas. In other words, the vortex shedding frequency f of the Rankine vortex satisfies the relationship of the theoretical formula [f = St * U / D St: Strouhal number (constant), U: flow velocity, D: wake width] The pressure pulsation caused by the Rankine vortex has a frequency component proportional to the flow rate of the exhaust gas passing through the nozzle vane. And when the frequency of such pressure pulsations is amplified by the spatial resonance of the space in the turbine housing and the space in the exhaust pipe (turbine housing to exhaust gas passage of the catalyst), the frequency from the exhaust port through the vehicle exhaust pipe It becomes a discharge sound, and the abnormal noise becomes a problem.

ここで、上記したような圧力脈動の問題を回避するために、増幅要因となるタービンハウジングや触媒系の空間共鳴の周波数をコントロールしようとしても、過給効率・エミッション・搭載要件等の制約からハード設計の自由度は低いので、異音発生を抑制することは難しい。また、空間共鳴の周波数を変更しても、圧力脈動は上記したように排気ガスの流速に比例した周波数成分を有するため、変更した空間共鳴の周波数帯での脈動の増幅(共鳴)を避けることができない。   Here, in order to avoid the pressure pulsation problem as described above, even if it is attempted to control the frequency of the spatial resonance of the turbine housing and catalyst system, which is an amplification factor, it is difficult due to constraints such as supercharging efficiency, emission, and mounting requirements. Since the degree of freedom of design is low, it is difficult to suppress the generation of abnormal noise. Even if the frequency of the spatial resonance is changed, the pressure pulsation has a frequency component proportional to the flow rate of the exhaust gas as described above. Therefore, avoid the amplification (resonance) of the pulsation in the changed frequency band of the spatial resonance. I can't.

さらに、車両排気管に吸音構造を追加することも考えられるが、搭載要件・見栄え・コスト等の制約から、1つの異音現象についての対策の自由度は低い。なお、車両排気管から吐出した音に対して車両対策を施しても、車外での音の問題(特に、停車中のレーシング(高速空転)時の異音発生の問題)が残る。   Furthermore, although it is conceivable to add a sound absorbing structure to the vehicle exhaust pipe, the degree of freedom of measures for one abnormal noise phenomenon is low due to restrictions such as mounting requirements, appearance, and cost. Even if the vehicle measures are taken against the sound discharged from the vehicle exhaust pipe, the problem of the sound outside the vehicle (particularly, the problem of the generation of abnormal noise during racing (high-speed idling) while the vehicle is stopped) remains.

以上のような理由から、ノズルベーン後端で発生する圧力脈動に起因する異音を抑制するには、可変ノズルベーン機構の上流のエンジン(ターボチャージャ)側での対策が必要になるが、その技術は確立されていないのが現状である。   For the reasons described above, measures on the upstream engine (turbocharger) side of the variable nozzle vane mechanism are required to suppress abnormal noise caused by pressure pulsation generated at the rear end of the nozzle vane. The current situation is not established.

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、可変ノズルベーン式の過給機付き内燃機関の制御装置において、ノズルベーン後端で生じる圧力脈動に起因する異音を抑制することが可能な制御を実現することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and in a control device for an internal combustion engine with a supercharger of a variable nozzle vane type, it is possible to suppress noise caused by pressure pulsation generated at the rear end of the nozzle vane. The purpose is to realize control.

本発明は、吸気通路に配置されたスロットルバルブと、吸気通路に設けられたコンプレッサインペラ及び排気通路に設けられたタービンホイールを有する過給機と、前記タービンホイールよりも上流側の排気通路と前記コンプレッサインペラよりも下流側の吸気通路とを接続するEGR通路に設けられ、前記排気通路から前記吸気通路に環流する排気ガスの量を調整するEGRバルブと、前記過給機のタービンハウジングの下流側の排気通路に設けられた触媒とを備えているとともに、前記過給機として、タービンホイールの外周側に設けられた複数のノズルベーンを有し、前記ノズルベーンの開度を変更することによって排気ガスの流れを調整する可変ノズルベーン機構を備えた可変ノズルベーン式の過給機が装備された内燃機関の制御装置を前提としている。   The present invention includes a throttle valve disposed in an intake passage, a compressor impeller provided in the intake passage, and a turbocharger having a turbine wheel provided in the exhaust passage, an exhaust passage upstream of the turbine wheel, An EGR valve that is provided in an EGR passage that connects an intake passage downstream of the compressor impeller and that adjusts the amount of exhaust gas that circulates from the exhaust passage to the intake passage; and a downstream side of the turbine housing of the turbocharger And a plurality of nozzle vanes provided on the outer peripheral side of the turbine wheel as the supercharger, and by changing the opening of the nozzle vanes, Control device for an internal combustion engine equipped with a variable nozzle vane supercharger with a variable nozzle vane mechanism for adjusting the flow It is based on the premise.

そして、このような過給機付き内燃機関の制御装置において、加速時または減速時に、前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速が、前記過給機のタービンハウジングから触媒までの排気ガス通過空間における空間共鳴域に入る流速に到達した際に、当該ノズルベーンを通過する排気ガスの流速が前記空間共鳴域の外の流速となるように、前記スロットルバルブの開度、前記EGRバルブの開度、前記ノズルベーンの開度のいずれか1つまたは複数の開度を調整して前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速を制御する流速制御手段を備えていることを技術的特徴としている。   In such a control device for an internal combustion engine with a supercharger, when accelerating or decelerating, the flow rate of exhaust gas passing through the nozzle vane is a space in the exhaust gas passage space from the turbine housing of the supercharger to the catalyst. The throttle valve opening, the EGR valve opening, the nozzle vane are adjusted so that the exhaust gas flowing through the nozzle vane has a flow velocity outside the spatial resonance region when reaching a flow velocity that enters the resonance region. The present invention is characterized in that it has a flow rate control means for adjusting the flow rate of the exhaust gas passing through the nozzle vane by adjusting any one or a plurality of the opening degrees.

本発明によれば、ノズルベーン後端で発生する圧力脈動の周波数と、ノズルベーンを通過する排気ガスの流速(ノズルベーン後端の流速)とが比例する点を利用し、加速時または減速時(内燃機関の加速時または減速時)に、ノズルベーンを通過する排気ガスの流速(以下、VN通過流速ともいう)が上記空間共鳴域に入る流速に到達した際に、当該VN通過流速が空間共鳴域の外の流速となるように、スロットルバルブの開度、EGRバルブの開度、ノズルベーンの開度のいずれか1つまたは複数の開度を制御して、VN通過流速を変更(VN通過流速を大きくする側またはVN通過流速を小さくする側に変更)しているので、空間共鳴域を速やかに通過することができる。これによって、ノズルベーン後端で発生する圧力脈動の周波数が空間共鳴域で増幅される時間を短くすることができ、圧力脈動に起因する異音の発生を抑制することができる。しかも、加速時または減速時において空間共鳴域を通過する間の短時間だけ、VN通過流速を変更するだけよいので、要求過給圧(空気量)を確保しつつ、圧力脈動に起因する異音の発生を抑制することができる。   According to the present invention, the frequency of pressure pulsation generated at the rear end of the nozzle vane is proportional to the flow velocity of exhaust gas passing through the nozzle vane (flow velocity at the rear end of the nozzle vane). When the flow rate of exhaust gas passing through the nozzle vane (hereinafter also referred to as VN passage flow rate) reaches a flow rate that falls within the spatial resonance range, the VN passage flow rate is outside the spatial resonance range. VN passage flow velocity is changed by controlling one or more of the throttle valve opening, the EGR valve opening, and the nozzle vane opening so that the VN passage flow velocity is increased. Side or the side where the VN passage flow velocity is reduced), it is possible to pass through the spatial resonance region quickly. As a result, the time during which the frequency of the pressure pulsation generated at the rear end of the nozzle vane is amplified in the spatial resonance region can be shortened, and the generation of abnormal noise due to the pressure pulsation can be suppressed. In addition, since the VN passage flow velocity only needs to be changed for a short time while passing through the spatial resonance region during acceleration or deceleration, an abnormal noise caused by pressure pulsation while ensuring the required supercharging pressure (air amount). Can be suppressed.

本発明の具体的な構成として、VN通過流速を、ターボチャージャのタービンホイール(ノズルベーン)に向かう排気ガスの流量に関係するパラメータである、過給圧(空気量)、吸気温、燃料噴射量(燃焼ガス量)、スロットルバルブの開度、EGRバルブの開度及びノズルベーンの開度に基づいて推定する。そして、その推定VN通過流速が上記空間共鳴域に入る流速に到達した際に、当該VN通過流速が空間共鳴域の外の流速となるように、スロットルバルブの開度、EGRバルブの開度、ノズルベーンの開度のいずれか1つまたは複数の開度を調整してVN通過流速を変更する、という構成を挙げることができる。なお、減速時(アクセルOFF時)にはフューエルカット状態になるので、上記燃料噴射量(燃焼ガス量)は「0」として扱う。   As a specific configuration of the present invention, the VN passage flow velocity is a parameter related to the flow rate of exhaust gas toward the turbine wheel (nozzle vane) of the turbocharger, which is a supercharging pressure (air amount), intake air temperature, fuel injection amount ( It is estimated based on the amount of combustion gas), the opening of the throttle valve, the opening of the EGR valve, and the opening of the nozzle vane. Then, when the estimated VN passage flow velocity reaches a flow velocity that enters the spatial resonance region, the opening of the throttle valve, the opening of the EGR valve, and the like so that the VN passage flow velocity becomes a flow velocity outside the spatial resonance region, A configuration in which any one or a plurality of nozzle vane openings is adjusted to change the VN passage flow velocity can be exemplified. Note that the fuel injection state (combustion gas amount) is treated as “0” because the fuel cut state occurs during deceleration (when the accelerator is OFF).

本発明の具体的な制御について以下に説明する。   Specific control of the present invention will be described below.

まず、加速時に、VN通過流速が上記空間共鳴域に入る流速(例えば、図9に示すA点の流速vna)に到達した場合、スロットルバルブの開度、EGRバルブの開度、ノズルベーンの開度を制御してVN通過流速を通常制御(目標過給圧を確保する制御)時よりも大きくする。このように、加速時に、空間共鳴域に到達した際に、VN通過流速を通常制御時よりも大きくすることで、空間共鳴域を抜ける流速(図9に示すB点の流速vnb)に速やかに移行することができるので、空間共鳴域(図9に示すA〜B区間)を短時間で通過することができる。   First, during acceleration, when the VN passage flow velocity reaches a flow velocity that falls within the spatial resonance range (for example, the flow velocity vna at point A shown in FIG. 9), the throttle valve opening, the EGR valve opening, and the nozzle vane opening. To make the VN passage flow velocity larger than that during normal control (control to secure the target boost pressure). In this way, when reaching the spatial resonance region during acceleration, the flow velocity passing through the spatial resonance region (the flow velocity vnb at point B shown in FIG. 9) can be quickly increased by increasing the VN passage flow velocity than during normal control. Since it can transfer, it can pass through a spatial resonance area (A-B section shown in Drawing 9) in a short time.

この場合、EGRバルブの開度を閉じ側の所定値に設定したうえで、ノズルベーンの開度を閉じる側に制御することによりVN通過流速を大きくする。具体的には、EGRバルブの開度を、適切なエミッションを確保できる範囲内で可能な限り小さな値(閉じ側の開度)に設定したうえで、ノズルベーンの開度を、ドライバビリティ等を考慮して可能な限り閉じ側の値に設定することによって、VN通過流速を通常制御時よりも大きくする。このような設定を行えば、エミッション及びドライバビリティの低下を招くことなく、加速時に上記空間共鳴域を短時間で通過できるようになる。   In this case, after setting the opening degree of the EGR valve to a predetermined value on the closing side, the VN passage flow rate is increased by controlling the opening degree of the nozzle vane to the closing side. Specifically, the opening of the EGR valve is set to the smallest possible value (opening on the closing side) within a range where appropriate emissions can be ensured, and the opening of the nozzle vane is taken into consideration for drivability, etc. Thus, by setting the value as close as possible, the VN passage flow velocity is made larger than that during normal control. If such a setting is made, the spatial resonance region can be passed in a short time during acceleration without causing a reduction in emission and drivability.

ここで、加速時において、上述の如く、EGRバルブの開度及びノズルベーンの開度を閉じ側に設定すると、ターボ回転数上昇により過給圧が過大となる可能性がある。この点を考慮し、VN通過流速が空間共鳴域内の流速である間、スロットルバルブの開度を調整(閉じ側に調整)して、過給圧の過度な上昇を制限(ガード)するようにしてもよい。   Here, at the time of acceleration, as described above, if the opening degree of the EGR valve and the opening degree of the nozzle vane are set to the closed side, the supercharging pressure may become excessive due to an increase in the turbo rotational speed. In consideration of this point, while the VN passage flow rate is the flow rate in the spatial resonance region, the opening of the throttle valve is adjusted (adjusted to the closed side) to limit (guard) the excessive increase in the supercharging pressure. May be.

また、加速時の具体的な制御として、VN通過流速が上記空間共鳴域に入る流速に到達した時点から所定時間が経過するまでの間、上記VN通過流速を通常制御(目標過給圧を確保する制御)時よりも大きくする制御を継続し、所定時間が経過した時点で通常制御に戻すという制御を挙げることができる。   In addition, as a specific control during acceleration, the VN passage flow velocity is normally controlled (a target supercharging pressure is ensured) until a predetermined time elapses after the VN passage velocity reaches a flow velocity that enters the spatial resonance region. The control of continuing the control to be larger than the control time and returning to the normal control when a predetermined time elapses can be mentioned.

上記所定時間は、加速時においてVN通過流速が通常制御時よりも大きい場合に、空間共鳴域を通過(図9に示す空間共鳴域Raの区間A〜Bを通過)するのに必要な時間であって、実験・シミュレーション等によって適合した値を設定する。このような設定により、空間共鳴域を確実に通過した後に通常制御に戻すことができるので、圧力脈動に起因する異音の発生を確実に抑制することができる。   The predetermined time is a time required for passing through the spatial resonance region (passing through the sections A to B of the spatial resonance region Ra shown in FIG. 9) when the VN passage flow velocity during acceleration is larger than that during normal control. Therefore, a suitable value is set by experiment / simulation. With such a setting, since normal control can be returned after passing through the spatial resonance region, occurrence of abnormal noise due to pressure pulsation can be reliably suppressed.

また、このようにしてVN通過流速を大きくする制御を終了するタイミング、つまり、空間共鳴域の通過後に通常制御に戻すタイミングを時間で管理することにより、空間共鳴域を通過したことを判定することなく、EGRバルブ開度やノズルベーンの開度等を通常制御の開度に戻すことができる。   In addition, it is possible to determine that the control has passed through the spatial resonance region by managing the timing at which the control for increasing the VN passage flow velocity is completed in this way, that is, the timing for returning to the normal control after passing through the spatial resonance region. The opening degree of the EGR valve, the opening degree of the nozzle vane, etc. can be returned to the opening degree of the normal control.

次に、減速時の具体的な制御について説明する。   Next, specific control during deceleration will be described.

まず、減速時に、VN通過流速が上記空間共鳴域に入る流速(例えば、図9に示すB点の流速vnb)に到達した場合、スロットルバルブの開度、EGRバルブの開度、ノズルベーンの開度のいずれか1つまたは複数の開度を制御してVN通過流速を通常制御(目標過給圧を確保する制御)時よりも小さくする。このように、減速時に、空間共鳴域に到達した際に、VN通過流速を通常制御時よりも小さくすることで、空間共鳴域を抜ける流速(図9に示すA点の流速vna)に速やかに移行することができるので、空間共鳴域(図9に示すB〜A区間)を短時間で通過することができる。   First, at the time of deceleration, when the VN passage flow velocity reaches a flow velocity that falls within the spatial resonance range (for example, the flow velocity vnb at point B shown in FIG. 9), the throttle valve opening, the EGR valve opening, and the nozzle vane opening. The VN passage flow velocity is controlled to be smaller than that during normal control (control to ensure the target boost pressure) by controlling any one or a plurality of opening degrees. In this way, when the vehicle reaches the spatial resonance region during deceleration, the flow velocity passing through the spatial resonance region (flow velocity vna at point A shown in FIG. 9) can be quickly increased by making the VN passage flow velocity smaller than that during normal control. Since it can transfer, it can pass through a spatial resonance area (B-A section shown in Drawing 9) in a short time.

この場合、EGRバルブの開度を開き側の所定値に設定したうえで、前記ノズルベーンの開度を開く側に制御することによりVN通過流速を小さくする。具体的には、EGRバルブの開度を、適切なエミッションを確保できる範囲内で可能な限り大きな値(開き側の開度)に設定したうえで、ノズルベーンの開度を、ドライバビリティ等を考慮して可能な限り開き側の値に設定することによって、VN通過流速を通常制御時よりも小さくする。このような設定を行えば、エミッション及びドライバビリティの低下を招くことなく、上記空間共鳴域を短時間で通過できるようになる。   In this case, after setting the opening degree of the EGR valve to a predetermined value on the opening side, the VN passage flow velocity is reduced by controlling the opening degree of the nozzle vane to the opening side. Specifically, the opening of the EGR valve is set to the largest possible value (opening opening) within a range that can ensure appropriate emissions, and the opening of the nozzle vane is taken into consideration for drivability and other factors. Thus, by setting the open side value as much as possible, the VN passage flow velocity is made smaller than that during normal control. If such a setting is made, it will be possible to pass through the spatial resonance region in a short time without deteriorating emissions and drivability.

また、減速時の具体的な制御として、VN通過流速が上記空間共鳴域に入る流速に到達した時点から所定時間が経過するまでの間、上記VN通過流速を通常制御(目標過給圧を確保する制御)時よりも小さくする制御を継続し、所定時間が経過した時点で通常制御に戻すという制御を挙げることができる。   Further, as a specific control at the time of deceleration, the VN passage flow velocity is normally controlled (a target supercharging pressure is ensured) until a predetermined time elapses after the VN passage flow velocity reaches the flow velocity entering the spatial resonance region. Control that is smaller than that at the time of control), and the control is returned to the normal control when a predetermined time elapses.

上記所定時間は、減速時においてVN通過流速が通常制御時よりも小さい場合に、空間共鳴域を通過(図9に示す空間共鳴域Raの区間B〜Aを通過)するのに必要な時間であって、実験・シミュレーション等によって適合した値を設定する。このような設定により、空間共鳴域を確実に通過した後に通常制御に戻すことができるので、圧力脈動に起因する異音の発生を確実に抑制することができる。   The predetermined time is a time required for passing through the spatial resonance region (passing through the sections B to A of the spatial resonance region Ra shown in FIG. 9) when the VN passage flow velocity is smaller than during normal control during deceleration. Therefore, a suitable value is set by experiment / simulation. With such a setting, since normal control can be returned after passing through the spatial resonance region, occurrence of abnormal noise due to pressure pulsation can be reliably suppressed.

また、このようにして、減速時において、VN通過流速を小さくした制御を終了するタイミング、つまり、空間共鳴域の通過後に通常制御に戻すタイミングを時間で管理することにより、空間共鳴域を通過したことを判定することなく、EGRバルブ開度やノズルベーンの開度等を通常制御に戻すことができる。   Further, in this way, the time when the control for reducing the VN passage flow velocity is completed at the time of deceleration, that is, the timing for returning to the normal control after passing through the spatial resonance region is managed by the time, so that the vehicle has passed through the spatial resonance region. Without determining this, the EGR valve opening, the nozzle vane opening, and the like can be returned to normal control.

本発明の他の具体的な手段として、加速時または減速時(内燃機関の加速時または減速時)に、ノズルベーンを通過する排気ガスの流速(VN通過流速)に比例する圧力脈動の周波数が、過給機のタービンハウジングから触媒までの排気ガス通過空間における空間共鳴域に入る周波数に到達した際に、当該圧力脈動周波数が上記空間共鳴域から外れるように、スロットルバルブの開度、EGRバルブの開度、ノズルベーンの開度のいずれか1または複数を調整してノズルベーンを通過する排気ガスの流速を制御する、という構成を挙げることができる。   As another specific means of the present invention, when accelerating or decelerating (when the internal combustion engine is accelerating or decelerating), the frequency of pressure pulsation proportional to the flow rate of exhaust gas passing through the nozzle vane (VN passing flow rate) is: When reaching a frequency that enters the spatial resonance region in the exhaust gas passage space from the turbine housing of the turbocharger to the catalyst, the opening degree of the throttle valve and the EGR valve are adjusted so that the pressure pulsation frequency deviates from the spatial resonance region. A configuration in which any one or more of the opening degree and the opening degree of the nozzle vane is adjusted to control the flow rate of the exhaust gas passing through the nozzle vane can be mentioned.

このような制御においても、加速時または減速時に上記空間共鳴域を速やかに通過することができる。これによってノズルベーン後端で発生する圧力脈動の周波数が空間共鳴域で増幅される時間を短くすることができ、圧力脈動に起因する異音の発生を抑制することができる。しかも、加速時または減速時において空間共鳴域を通過する間の短時間だけ、VN通過流速を変更するだけよいので、要求過給圧(空気量)を確保しつつ、圧力脈動に起因する異音の発生を抑制することができる。   Even in such control, the spatial resonance region can be quickly passed during acceleration or deceleration. As a result, the time during which the frequency of the pressure pulsation generated at the rear end of the nozzle vane is amplified in the spatial resonance region can be shortened, and the generation of abnormal noise due to the pressure pulsation can be suppressed. In addition, since the VN passage flow velocity only needs to be changed for a short time while passing through the spatial resonance region during acceleration or deceleration, an abnormal noise caused by pressure pulsation while ensuring the required supercharging pressure (air amount). Can be suppressed.

ここで、この制御おいても、上述した制御と同様に、加速時に、圧力脈動の周波数が空間共鳴域に入る周波数に到達した場合、EGRバルブの開度を閉じ側の所定値に設定したうえで、ノズルベーンの開度を閉じる側に制御することによりVN通過流速を通常制御時よりも大きくするという制御を行う。また、減速時に、圧力脈動の周波数が空間共鳴域に入る周波数に到達した場合、EGRバルブの開度を開き側の所定値に設定したうえで、ノズルベーンの開度を開く側に制御することによりVN通過流速を通常制御時よりも小さくするという制御を行う。   Here, in this control as well as the control described above, when the frequency of pressure pulsation reaches a frequency that enters the spatial resonance region during acceleration, the opening degree of the EGR valve is set to a predetermined value on the closing side. Thus, the control is performed such that the VN passage flow velocity is made larger than that in the normal control by controlling the opening degree of the nozzle vane to the closing side. In addition, when the frequency of pressure pulsation reaches a frequency that enters the spatial resonance region during deceleration, the opening degree of the EGR valve is set to a predetermined value on the opening side, and then the opening degree of the nozzle vane is controlled to the opening side. Control is performed to make the VN passage flow velocity smaller than that during normal control.

なお、この制御において、加速時または減速時に空間共鳴域に到達した際の制御、例えばスロットルバルブの開度、EGRバルブの開度、ノズルベーンの開度などの制御については、上記説明で列記した各種手法を適用することができる。   In this control, the control when reaching the spatial resonance region at the time of acceleration or deceleration, for example, the control of the opening of the throttle valve, the opening of the EGR valve, the opening of the nozzle vane, etc. Techniques can be applied.

本発明の他の具体的な手段として、吸気通路に配置されたスロットルバルブと、吸気通路に設けられたコンプレッサインペラ及び排気通路に設けられたタービンホイールを有する過給機と、前記過給機のタービンハウジングの下流側の排気通路に設けられた触媒とを備えているとともに、前記過給機として、タービンホイールの外周側に設けられた複数のノズルベーンを有し、前記ノズルベーンの開度を変更することによって排気ガスの流れを調整する可変ノズルベーン機構を備えた可変ノズルベーン式過給機が装備された内燃機関の制御装置において、加速時または減速時(内燃機関の加速時または減速時)に、前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速が、前記過給機のタービンハウジングから触媒までの排気ガス通過空間における空間共鳴域に入る流速に到達した際に、当該ノズルベーンを通過する排気ガスの流速が前記空間共鳴域の外の流速となるように、前記スロットルバルブの開度または前記ノズルベーンの開度のいずれか一方または両方の開度を調整して前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速を制御する、という構成を挙げることができる。   As another specific means of the present invention, a turbocharger having a throttle valve disposed in the intake passage, a compressor impeller provided in the intake passage, and a turbine wheel provided in the exhaust passage, And a catalyst provided in an exhaust passage on the downstream side of the turbine housing, and has a plurality of nozzle vanes provided on the outer peripheral side of the turbine wheel as the supercharger, and changes the opening degree of the nozzle vanes. In the control device for an internal combustion engine equipped with a variable nozzle vane supercharger having a variable nozzle vane mechanism that adjusts the flow of exhaust gas by the above, at the time of acceleration or deceleration (at the time of acceleration or deceleration of the internal combustion engine), The flow rate of the exhaust gas passing through the nozzle vanes is such that the exhaust gas passage space from the turbine housing of the turbocharger to the catalyst is empty. When the flow velocity that enters the resonance region is reached, either the opening degree of the throttle valve or the opening amount of the nozzle vane so that the flow velocity of the exhaust gas passing through the nozzle vane becomes a flow velocity outside the spatial resonance region. Or the structure of adjusting the opening degree of both and controlling the flow velocity of the exhaust gas which passes the said nozzle vane can be mentioned.

このような制御においても、加速時または減速時に上記空間共鳴域を速やかに通過することができる。これによってノズルベーン後端で発生する圧力脈動の周波数が空間共鳴域で増幅される時間を短くすることができ、圧力脈動に起因する異音の発生を抑制することができる。しかも、加速時または減速時において空間共鳴域を通過する間の短時間だけ、VN通過流速を変更するだけよいので、要求過給圧(空気量)を確保しつつ、圧力脈動に起因する異音の発生を抑制することができる。   Even in such control, the spatial resonance region can be quickly passed during acceleration or deceleration. As a result, the time during which the frequency of the pressure pulsation generated at the rear end of the nozzle vane is amplified in the spatial resonance region can be shortened, and the generation of abnormal noise due to the pressure pulsation can be suppressed. In addition, since the VN passage flow velocity only needs to be changed for a short time while passing through the spatial resonance region during acceleration or deceleration, an abnormal noise caused by pressure pulsation while ensuring the required supercharging pressure (air amount). Can be suppressed.

また、他の具体的な手段として、吸気通路に配置されたスロットルバルブと、吸気通路に設けられたコンプレッサインペラ及び排気通路に設けられたタービンホイールを有する過給機と、前記過給機のタービンハウジングの下流側の排気通路に設けられた触媒とを備えているとともに、前記過給機として、タービンホイールの外周側に設けられた複数のノズルベーンを有し、前記ノズルベーンの開度を変更することによって排気ガスの流れを調整する可変ノズルベーン機構を備えた可変ノズルベーン式過給機が装備された内燃機関の制御装置において、加速時または減速時(内燃機関の加速時または減速時)に、ノズルベーンを通過する排気ガスの流速(VN通過流速)に比例する圧力脈動の周波数が、過給機のタービンハウジングから触媒までの排気ガス通過空間における空間共鳴域に入る周波数に到達した際に、当該圧力脈動周波数が上記空間共鳴域から外れるように、前記スロットルバルブの開度または前記ノズルベーンの開度のいずれか一方または両方の開度を調整してノズルベーンを通過する排気ガスの流速を制御する、という構成を挙げることができる。   Further, as other specific means, a turbo valve having a throttle valve arranged in the intake passage, a compressor impeller provided in the intake passage and a turbine wheel provided in the exhaust passage, and a turbine of the supercharger And a catalyst provided in an exhaust passage on the downstream side of the housing, and has a plurality of nozzle vanes provided on the outer peripheral side of the turbine wheel as the supercharger, and changing the opening degree of the nozzle vanes. In a control device for an internal combustion engine equipped with a variable nozzle vane type supercharger equipped with a variable nozzle vane mechanism that adjusts the flow of exhaust gas by means of a nozzle vane during acceleration or deceleration (acceleration or deceleration of the internal combustion engine) The frequency of pressure pulsation proportional to the flow rate of exhaust gas passing through (VN flow rate) is reduced from the turbocharger turbine housing to the catalyst. One of the opening degree of the throttle valve and the opening degree of the nozzle vane so that the pressure pulsation frequency deviates from the spatial resonance area when reaching the frequency that enters the spatial resonance area in the exhaust gas passage space at A configuration in which the flow rate of the exhaust gas passing through the nozzle vanes is controlled by adjusting both opening degrees can be mentioned.

このような制御においても、加速時または減速時に上記空間共鳴域を速やかに通過することができる。これによってノズルベーン後端で発生する圧力脈動の周波数が空間共鳴域で増幅される時間を短くすることができ、圧力脈動に起因する異音の発生を抑制することができる。しかも、加速時または減速時において空間共鳴域を通過する間の短時間だけ、VN通過流速を変更するだけよいので、要求過給圧(空気量)を確保しつつ、圧力脈動に起因する異音の発生を抑制することができる。   Even in such control, the spatial resonance region can be quickly passed during acceleration or deceleration. As a result, the time during which the frequency of the pressure pulsation generated at the rear end of the nozzle vane is amplified in the spatial resonance region can be shortened, and the generation of abnormal noise due to the pressure pulsation can be suppressed. In addition, since the VN passage flow velocity only needs to be changed for a short time while passing through the spatial resonance region during acceleration or deceleration, an abnormal noise caused by pressure pulsation while ensuring the required supercharging pressure (air amount). Can be suppressed.

本発明によれば、内燃機関(過給機)側の制御で、圧力脈動に起因する異音の発生を抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production of the noise resulting from a pressure pulsation can be suppressed by control by the side of an internal combustion engine (supercharger).

本発明を適用するディーゼルエンジンの一例を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing an example of a diesel engine to which the present invention is applied. エンジンに装備されるターボチャージャの一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the turbocharger with which an engine is equipped. 可変ノズルベーン機構をターボチャージャの外側から見た図である。なお、図3ではノズルベーンが開き側にある状態を示している。It is the figure which looked at the variable nozzle vane mechanism from the outside of the turbocharger. FIG. 3 shows a state in which the nozzle vane is on the open side. 可変ノズルベーン機構をターボチャージャの内側から見た図である。なお、図4ではノズルベーンが開き側にある状態を示している。It is the figure which looked at the variable nozzle vane mechanism from the inside of a turbocharger. FIG. 4 shows a state where the nozzle vane is on the open side. 可変ノズルベーン機構をターボチャージャの外側から見た図である。なお、図5ではノズルベーンが閉じ側にある状態を示している。It is the figure which looked at the variable nozzle vane mechanism from the outside of the turbocharger. FIG. 5 shows a state in which the nozzle vane is on the closed side. 可変ノズルベーン機構をターボチャージャの内側から見た図である。なお、図6ではノズルベーンが閉じ側にある状態を示している。It is the figure which looked at the variable nozzle vane mechanism from the inside of a turbocharger. FIG. 6 shows a state where the nozzle vane is on the closed side. ECU等の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of control systems, such as ECU. ノズルベーンを通過する排気ガスの流れを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the flow of the exhaust gas which passes a nozzle vane. ノズルベーン後端で発生する圧力脈動及び空間共鳴域を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the pressure pulsation and spatial resonance area which generate | occur | produce at the nozzle vane rear end. 加速時のVN通過流速制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the VN passage flow velocity control at the time of acceleration. 減速時のVN通過流速制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the VN passage flow velocity control at the time of deceleration. EGRバルブ開度(加速時)を算出するマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map which calculates an EGR valve opening degree (at the time of acceleration). EGRバルブ開度(減速時)を算出するマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map which calculates an EGR valve opening degree (at the time of deceleration).

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

−エンジン−
本発明を適用するエンジン(内燃機関)の概略構成について図1を参照して説明する。なお、図1にはエンジンの1気筒の構成のみを示している。
-Engine-
A schematic configuration of an engine (internal combustion engine) to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows only the configuration of one cylinder of the engine.

図1に示すエンジン1は、筒内直噴4気筒ディーゼルエンジンであって、その各気筒を構成するシリンダブロック1a内には上下方向に往復動するピストン1cが設けられている。ピストン1cはコネクティングロッド16を介してクランクシャフト15に連結されており、ピストン1cの往復運動がコネクティングロッド16によってクランクシャフト15の回転へと変換される。エンジン1のクランクシャフト15は、変速機(図示せず)に連結されており、エンジン1からの動力を変速機を介して車両の駆動輪(図示せず)に伝達することができる。   An engine 1 shown in FIG. 1 is an in-cylinder direct injection four-cylinder diesel engine, and a piston 1c that reciprocates in the vertical direction is provided in a cylinder block 1a constituting each cylinder. The piston 1c is connected to the crankshaft 15 via the connecting rod 16, and the reciprocating motion of the piston 1c is converted into rotation of the crankshaft 15 by the connecting rod 16. The crankshaft 15 of the engine 1 is connected to a transmission (not shown), and can transmit power from the engine 1 to drive wheels (not shown) of the vehicle via the transmission.

クランクシャフト15にはシグナルロータ17が取り付けられている。シグナルロータ17の外周面には複数の突起(歯)17a・・17aが等角度ごとに設けられている。シグナルロータ17の側方近傍にはエンジン回転数センサ(クランクポジションセンサ)25が配置されている。エンジン回転数センサ25は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト15が回転する際にシグナルロータ17の突起17aに対応するパルス状の信号(出力パルス)を発生する。   A signal rotor 17 is attached to the crankshaft 15. A plurality of protrusions (teeth) 17a... 17a are provided on the outer peripheral surface of the signal rotor 17 at equal angles. An engine speed sensor (crank position sensor) 25 is disposed near the side of the signal rotor 17. The engine speed sensor 25 is, for example, an electromagnetic pickup, and generates a pulsed signal (output pulse) corresponding to the protrusion 17a of the signal rotor 17 when the crankshaft 15 rotates.

エンジン1のシリンダブロック1aにはエンジン冷却水温を検出する水温センサ21が配置されている。また、シリンダブロック1aの上端にはシリンダヘッド1bが設けられており、このシリンダヘッド1bとピストン1cとの間に燃焼室1dが形成されている。   The cylinder block 1a of the engine 1 is provided with a water temperature sensor 21 that detects the engine cooling water temperature. A cylinder head 1b is provided at the upper end of the cylinder block 1a, and a combustion chamber 1d is formed between the cylinder head 1b and the piston 1c.

エンジン1のシリンダブロック1aの下側には、エンジンオイルを貯留するオイルパン18が設けられている。このオイルパン18に貯留されたエンジンオイルは、エンジン1の運転時に、異物を除去するオイルストレーナを介してオイルポンプによって汲み上げられ、さらにオイルフィルタで浄化された後に、ピストン1c、クランクシャフト15、コネクティングロッド16などに供給され、各部の潤滑・冷却等に使用される。   An oil pan 18 for storing engine oil is provided below the cylinder block 1a of the engine 1. The engine oil stored in the oil pan 18 is pumped up by an oil pump through an oil strainer that removes foreign matters during operation of the engine 1 and further purified by an oil filter, and then the piston 1c, the crankshaft 15, and the connecting oil. It is supplied to the rod 16 and used for lubrication and cooling of each part.

エンジン1のシリンダヘッド1bには、エンジン1の燃焼室1d内に燃料を直接噴射するためのインジェクタ2が設けられている。インジェクタ2にはコモンレール(蓄圧室)3が接続されており、インジェクタ2が開弁状態となっている間、コモンレール3内の燃料がインジェクタ2から燃焼室1d内に噴射される。   The cylinder head 1 b of the engine 1 is provided with an injector 2 for directly injecting fuel into the combustion chamber 1 d of the engine 1. A common rail (accumulation chamber) 3 is connected to the injector 2, and fuel in the common rail 3 is injected from the injector 2 into the combustion chamber 1 d while the injector 2 is open.

コモンレール3には、このコモンレール3内の高圧燃料の圧力(レール圧)を検出するためのレール圧センサ24が配置されている。コモンレール3には燃料ポンプであるサプライポンプ4が接続されている。   The common rail 3 is provided with a rail pressure sensor 24 for detecting the pressure (rail pressure) of the high-pressure fuel in the common rail 3. A supply pump 4 that is a fuel pump is connected to the common rail 3.

サプライポンプ4は、エンジン1のクランクシャフト15の回転力よって駆動される。このサプライポンプ4の駆動により燃料タンク40から燃料をコモンレール3に供給し、インジェクタ2を所定のタイミングで開弁することによってエンジン1の各気筒の燃焼室1d内に燃料が噴射される。この噴射された燃料は燃焼室1d内で燃焼され排気ガスとなって排気される。なお、インジェクタ2の開弁タイミング(噴射期間)は、後述するECU(Electronic Control Unit)200によって制御される。   The supply pump 4 is driven by the rotational force of the crankshaft 15 of the engine 1. By driving the supply pump 4, fuel is supplied from the fuel tank 40 to the common rail 3, and the injector 2 is opened at a predetermined timing, whereby the fuel is injected into the combustion chamber 1 d of each cylinder of the engine 1. The injected fuel is combusted in the combustion chamber 1d and exhausted as exhaust gas. The valve opening timing (injection period) of the injector 2 is controlled by an ECU (Electronic Control Unit) 200 described later.

エンジン1の燃焼室1dには吸気通路11と排気通路12が接続されている。吸気通路11と燃焼室1dとの間に吸気バルブ13が設けられており、この吸気バルブ13を開閉駆動することにより、吸気通路11と燃焼室1dとが連通または遮断される。   An intake passage 11 and an exhaust passage 12 are connected to the combustion chamber 1 d of the engine 1. An intake valve 13 is provided between the intake passage 11 and the combustion chamber 1d. By opening and closing the intake valve 13, the intake passage 11 and the combustion chamber 1d are communicated or blocked.

また、排気通路12と燃焼室1dとの間に排気バルブ14が設けられており、この排気バルブ14を開閉駆動することにより、排気通路12と燃焼室1dとが連通または遮断される。これら吸気バルブ13及び排気バルブ14の開閉駆動は、クランクシャフト15の回転が伝達される吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの各回転によって行われる。   Further, an exhaust valve 14 is provided between the exhaust passage 12 and the combustion chamber 1d. By opening and closing the exhaust valve 14, the exhaust passage 12 and the combustion chamber 1d are communicated or blocked. The opening / closing drive of the intake valve 13 and the exhaust valve 14 is performed by each rotation of the intake camshaft and the exhaust camshaft to which the rotation of the crankshaft 15 is transmitted.

吸気通路11には、エアクリーナ(図示せず)、吸入空気量(新規空気量)を検出するエアフロメータ22、後述するターボチャージャ100のコンプレッサインペラ112、ターボチャージャ100での過給によって昇温した吸入空気を強制冷却するためのインタークーラ7、吸気温センサ23、スロットルバルブ6、及び、インテークマニホールド11a内の圧力(過給圧)を検出するインマニ圧センサ(過給圧センサ)28などが配置されている。   In the intake passage 11, an air cleaner (not shown), an air flow meter 22 for detecting an intake air amount (new air amount), a compressor impeller 112 of a turbocharger 100 to be described later, and the intake increased in temperature by supercharging in the turbocharger 100. An intercooler 7 for forcibly cooling air, an intake air temperature sensor 23, a throttle valve 6 and an intake manifold pressure sensor (supercharge pressure sensor) 28 for detecting the pressure (supercharge pressure) in the intake manifold 11a are arranged. ing.

スロットルバルブ6は、インタークーラ7(ターボチャージャ100のコンプレッサインペラ102)の下流側(吸入空気流れの下流側)の吸気通路11に配置されている。スロットルバルブ6は電子制御式のバルブであって、スロットルモータ60によって開度が調整される。スロットルバルブ6の開度(スロットル開度)はスロットル開度センサ26によって検出される。この例のスロットルバルブ6は、運転者のアクセルペダル操作とは独立してスロットル開度を電子的に制御することが可能である。   The throttle valve 6 is disposed in the intake passage 11 on the downstream side (downstream side of the intake air flow) of the intercooler 7 (compressor impeller 102 of the turbocharger 100). The throttle valve 6 is an electronically controlled valve whose opening is adjusted by a throttle motor 60. The opening of the throttle valve 6 (throttle opening) is detected by a throttle opening sensor 26. The throttle valve 6 of this example can electronically control the throttle opening independently of the driver's accelerator pedal operation.

排気通路12には、前段のS/C触媒(スタート触媒)81と、後段のU/F触媒(アンダーフロア触媒)82とが配置されている。S/C触媒81は、例えば、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)などを浄化可能な三元触媒によって構成されている。また、U/F触媒82は、例えば、排気ガス中のNOxを吸蔵するとともに、吸蔵しているNOxを還元する機能を有するNOx触媒(例えば、NSR(NOx Storage Reduction)触媒)によって構成される。   A front-stage S / C catalyst (start catalyst) 81 and a rear-stage U / F catalyst (underfloor catalyst) 82 are arranged in the exhaust passage 12. The S / C catalyst 81 is constituted by, for example, a three-way catalyst that can purify hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx), and the like. Further, the U / F catalyst 82 is constituted by, for example, a NOx catalyst (for example, NSR (NOx Storage Reduction) catalyst) having a function of storing NOx in exhaust gas and reducing the stored NOx.

−ターボチャージャ−
エンジン1には、排気圧を利用して吸入空気を過給するターボチャージャ(過給機)100が装備されている。
-Turbocharger-
The engine 1 is equipped with a turbocharger (supercharger) 100 that supercharges intake air using exhaust pressure.

ターボチャージャ100は、図1及び図2に示すように、排気通路12に配置されたタービンホイール101、吸気通路11に配置されたコンプレッサインペラ102、及び、これらタービンホイール101とコンプレッサインペラ102とを一体に連結する連結シャフト103などによって構成されており、排気通路12に配置のタービンホイール101が排気のエネルギによって回転し、これに伴って吸気通路11に配置のコンプレッサインペラ102が回転する。そして、コンプレッサインペラ102の回転により吸入空気が過給され、エンジン1の各気筒の燃焼室に過給空気が強制的に送り込まれる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the turbocharger 100 includes a turbine wheel 101 disposed in the exhaust passage 12, a compressor impeller 102 disposed in the intake passage 11, and the turbine wheel 101 and the compressor impeller 102 integrated with each other. The turbine wheel 101 disposed in the exhaust passage 12 is rotated by exhaust energy, and the compressor impeller 102 disposed in the intake passage 11 is rotated accordingly. Then, the intake air is supercharged by the rotation of the compressor impeller 102, and the supercharged air is forcibly sent into the combustion chamber of each cylinder of the engine 1.

なお、タービンホイール101はタービンハウジング111内に収容されており、コンプレッサインペラ102はコンプレッサハウジング112内に収容されている。また、連結シャフト103を支持するフローティングベアリング104,104はセンターハウジング113内に収容されており、このセンターハウジング113の両側に上記タービンハウジング111とコンプレッサハウジング112とが取り付けられている。   The turbine wheel 101 is accommodated in the turbine housing 111, and the compressor impeller 102 is accommodated in the compressor housing 112. The floating bearings 104 and 104 that support the connecting shaft 103 are accommodated in a center housing 113, and the turbine housing 111 and the compressor housing 112 are attached to both sides of the center housing 113.

この例のターボチャージャ100は、可変ノズル式ターボチャージャ(VNT)であって、タービンホイール101側に可変ノズルベーン機構120が設けられており、この可変ノズルベーン機構120の開度(以下、VN開度ともいう)を調整することによってエンジン1の過給圧を調整することができる。可変ノズルベーン機構120の詳細については後述する。   The turbocharger 100 of this example is a variable nozzle type turbocharger (VNT), and a variable nozzle vane mechanism 120 is provided on the turbine wheel 101 side, and the opening degree of the variable nozzle vane mechanism 120 (hereinafter referred to as VN opening degree). The supercharging pressure of the engine 1 can be adjusted. Details of the variable nozzle vane mechanism 120 will be described later.

−EGR装置−
また、エンジン1にはEGR装置5が装備されている。EGR装置5は、吸入空気に排気ガスの一部を導入することで、燃焼室1d内の燃焼温度を低下させてNOxの発生量を低減させる装置である。
-EGR device-
Further, the engine 1 is equipped with an EGR device 5. The EGR device 5 is a device that reduces the combustion temperature in the combustion chamber 1d and reduces the amount of NOx generated by introducing a part of the exhaust gas into the intake air.

EGR装置5は、図1に示すように、ターボチャージャ100のタービンホイール101よりも上流側(排気ガス流れの上流)の排気通路12と、インタークーラ7(ターボチャージャ100のコンプレッサインペラ102)の下流側(吸入空気流れの下流側)の吸気通路11とを連通するEGR通路51、このEGR通路51に設けられたEGR触媒(例えば、酸化触媒)52、EGRクーラ53、及び、EGRバルブ54などによって構成されている。そして、このような構成のEGR装置5において、EGRバルブ54の開度を調整することにより、EGR率[EGR量/(EGR量+吸入空気量(新規空気量))(%)]を変更することができ、排気通路12から吸気通路11に導入されるEGR量(排気還流量)を調整することができる。   As shown in FIG. 1, the EGR device 5 includes an exhaust passage 12 upstream of the turbine wheel 101 of the turbocharger 100 (upstream of the exhaust gas flow) and a downstream of the intercooler 7 (compressor impeller 102 of the turbocharger 100). An EGR passage 51 communicating with the intake passage 11 on the side (downstream of the intake air flow), an EGR catalyst (for example, an oxidation catalyst) 52 provided in the EGR passage 51, an EGR cooler 53, an EGR valve 54, and the like It is configured. In the EGR device 5 having such a configuration, the EGR rate [EGR amount / (EGR amount + intake air amount (new air amount)) (%)] is changed by adjusting the opening degree of the EGR valve 54. The EGR amount (exhaust gas recirculation amount) introduced from the exhaust passage 12 to the intake passage 11 can be adjusted.

なお、EGR装置5には、EGRクーラ53をバイパスするEGRバイパス通路及びEGRバイパス切替バルブを設けておいてもよい。   The EGR device 5 may be provided with an EGR bypass passage that bypasses the EGR cooler 53 and an EGR bypass switching valve.

−可変ノズルベーン機構
次に、ターボチャージャ100の可変ノズルベーン機構120について図1〜図6を参照して説明する。
-Variable nozzle vane mechanism Next, the variable nozzle vane mechanism 120 of the turbocharger 100 will be described with reference to FIGS.

この例の可変ノズルベーン機構120は、ターボチャージャ100のタービンハウジング111とセンターハウジング113との間に形成されたリンク室114に配設されている。   The variable nozzle vane mechanism 120 of this example is disposed in a link chamber 114 formed between the turbine housing 111 and the center housing 113 of the turbocharger 100.

可変ノズルベーン機構120は、環状のユニゾンリング122と、このユニゾンリング122の内周側に位置し、ユニゾンリング122に一部が係合する複数の開閉アーム123・・123と、その各開閉アーム123を駆動するためのメインアーム124と、各開閉アーム123に連結され、各ノズルベーン121を駆動するためのベーンシャフト125と、各ベーンシャフト125を保持するノズルプレート126とを備えている。   The variable nozzle vane mechanism 120 includes an annular unison ring 122, a plurality of opening / closing arms 123, 123 that are located on the inner peripheral side of the unison ring 122 and that partially engage with the unison ring 122, and each of the opening / closing arms 123. A main arm 124 for driving each of the open / close arms, a vane shaft 125 for driving each nozzle vane 121, and a nozzle plate 126 for holding each vane shaft 125.

可変ノズルベーン機構120は、等間隔に配設された複数(例えば12枚)のノズルベーン121・・121の回動角度(回動姿勢)を調整するための機構である。それら複数のノズルベーン121・・121はタービンホイール101の外周側に配置されている。各ノズルベーン121は、ノズルプレート126上に配置されており、ベーンシャフト125を中心として所定の角度だけ回動することが可能となっている。   The variable nozzle vane mechanism 120 is a mechanism for adjusting the rotation angle (rotation posture) of a plurality (for example, 12) of nozzle vanes 121... 121 arranged at equal intervals. The plurality of nozzle vanes 121... 121 are arranged on the outer peripheral side of the turbine wheel 101. Each nozzle vane 121 is disposed on a nozzle plate 126 and can be rotated by a predetermined angle about the vane shaft 125.

可変ノズルベーン機構120は、メインアーム124に連結される駆動リンク127を所定の角度だけ回動させることにより、その回動力がメインアーム124、ユニゾンリング122及び各開閉アーム123を介して各ノズルベーン121に伝達され、各ノズルベーン121が連動して回動する。   The variable nozzle vane mechanism 120 rotates the drive link 127 connected to the main arm 124 by a predetermined angle, so that the turning force is transmitted to each nozzle vane 121 via the main arm 124, the unison ring 122, and each opening / closing arm 123. Then, each nozzle vane 121 rotates in conjunction with it.

具体的には、駆動リンク127は、駆動シャフト128を中心に回動可能となっている。駆動シャフト128は、駆動リンク127及びメインアーム124と回動一体に連結されている。そして、駆動リンク127の回動にともなって駆動シャフト128が回動すると、この回動力がメインアーム124に伝達される。メインアーム124の内周側端部は駆動シャフト128に固定されている。メインアーム124の外周側端部はユニゾンリング122に係合しており、上記駆動シャフト128を中心としてメインアーム124が回動すると、その回動力がユニゾンリング122に伝達される。   Specifically, the drive link 127 is rotatable around the drive shaft 128. The drive shaft 128 is pivotally connected to the drive link 127 and the main arm 124. Then, when the drive shaft 128 rotates as the drive link 127 rotates, this turning power is transmitted to the main arm 124. The inner peripheral end of the main arm 124 is fixed to the drive shaft 128. The outer peripheral side end of the main arm 124 is engaged with the unison ring 122, and when the main arm 124 rotates about the drive shaft 128, the turning force is transmitted to the unison ring 122.

ユニゾンリング122の内周面には、各開閉アーム123の外周側端部が嵌まり合っており、ユニゾンリング122が回動すると、この回動力が各開閉アーム123に伝達される。具体的には、ユニゾンリング122はノズルプレート126に対して周方向に摺動可能に配設されており、このユニゾンリング122の内周縁に設けられた複数の凹部122aに、メインアーム124及び各開閉アーム123の外周側端部が嵌め合わされており、ユニゾンリング122の回転力が各開閉アーム123に伝達される。   The outer peripheral side end of each open / close arm 123 is fitted to the inner peripheral surface of the unison ring 122, and when the unison ring 122 rotates, this turning force is transmitted to each open / close arm 123. Specifically, the unison ring 122 is disposed so as to be slidable in the circumferential direction with respect to the nozzle plate 126, and the main arm 124 and each of the plurality of recesses 122 a provided on the inner peripheral edge of the unison ring 122 are provided. The end portions on the outer peripheral side of the open / close arm 123 are fitted together, and the rotational force of the unison ring 122 is transmitted to each open / close arm 123.

上記ノズルプレート126はタービンハウジング111に固定されている。ノズルプレート126にはピン126a(図3及び5参照)が差し込まれており、このピン126aにはローラ126bが嵌め合わされている。ローラ126bはユニゾンリング122の内周面をガイドする。これにより、ユニゾンリング122はローラ126bに保持されて所定方向に回動することが可能となっている。   The nozzle plate 126 is fixed to the turbine housing 111. A pin 126a (see FIGS. 3 and 5) is inserted into the nozzle plate 126, and a roller 126b is fitted into the pin 126a. The roller 126b guides the inner peripheral surface of the unison ring 122. Accordingly, the unison ring 122 is held by the roller 126b and can be rotated in a predetermined direction.

また、上記各開閉アーム123は、ベーンシャフト125を中心に回動可能となっている。各ベーンシャフト125はノズルプレート126に回転自在に支持されており、これらベーンシャフト125により、開閉アーム123と上記ノズルベーン121とが回動一体に連結されている。そして、ユニゾンリング122の回動にともなって各開閉アーム123が回動すると、この回動が各ベーンシャフト125に伝達される。これにより、各ノズルベーン121がベーンシャフト125及び開閉アーム123とともに回動する。   Each open / close arm 123 is rotatable about a vane shaft 125. Each vane shaft 125 is rotatably supported by the nozzle plate 126, and the open / close arm 123 and the nozzle vane 121 are connected to each other by the vane shaft 125 so as to rotate together. When each open / close arm 123 rotates as the unison ring 122 rotates, this rotation is transmitted to each vane shaft 125. Accordingly, each nozzle vane 121 rotates together with the vane shaft 125 and the opening / closing arm 123.

上記タービンホイール101を収容しているタービンハウジング111にはタービンハウジング渦室111aが設けられており、このタービンハウジング渦室111aに排気ガスが供給され、その排気ガスの流れによってタービンホイール101がする。この際、上述したように、各ノズルベーン121の回動位置が調整されて、その回動角度を設定することにより、タービンハウジング渦室111aからタービンホイール101へ向かう排気の流量及び流速を調整することができる。これによって、過給性能を調整することが可能になり、例えば、エンジン1の低回転時にノズルベーン121同士の間の流路面積(スロート面積)を減少させるように各ノズルベーン121回動位置(変位)を調整すれば、排気ガスの流速が増加して、エンジン低速域から高い過給圧を得ることが可能になる。   A turbine housing vortex chamber 111a is provided in the turbine housing 111 that accommodates the turbine wheel 101. Exhaust gas is supplied to the turbine housing vortex chamber 111a, and the turbine wheel 101 is driven by the flow of the exhaust gas. At this time, as described above, the rotational position of each nozzle vane 121 is adjusted, and the rotational angle is set to adjust the flow rate and flow velocity of the exhaust from the turbine housing vortex chamber 111a to the turbine wheel 101. Can do. This makes it possible to adjust the supercharging performance. For example, the rotational position (displacement) of each nozzle vane 121 so as to reduce the flow path area (throat area) between the nozzle vanes 121 when the engine 1 rotates at a low speed. Is adjusted, the flow rate of the exhaust gas increases, and a high boost pressure can be obtained from the engine low speed range.

上記可変ノズルベーン機構120の駆動リンク127はロッド129に接続されている。このロッド129は棒状部材であって、VNアクチュエータ140に連結されている。VNアクチュエータ140は、電動モータ(DCモータ)141と、この電動モータ141の回転を直線運動に変換して上記ロッド129に伝達する変換機構(例えば、ウォームギヤ及びこのウォームギヤに噛み合うウォームホイールを有するギヤ機構等:図示せず)とを備えている。   The drive link 127 of the variable nozzle vane mechanism 120 is connected to the rod 129. The rod 129 is a rod-shaped member and is connected to the VN actuator 140. The VN actuator 140 includes an electric motor (DC motor) 141 and a conversion mechanism (for example, a worm gear and a gear mechanism having a worm wheel meshing with the worm gear) that converts the rotation of the electric motor 141 into a linear motion and transmits it to the rod 129. Etc .: not shown).

VNアクチュエータ140はECU200によって駆動制御される。ECU200は、例えば、エンジン運転状態から要求されるノズルベーン開度要求値などに応じて電動モータ141の通電制御を行う。なお、電動モータ141には車載バッテリ(図示せず)からの電力が供給される。   The VN actuator 140 is driven and controlled by the ECU 200. The ECU 200 performs energization control of the electric motor 141 according to, for example, a nozzle vane opening request value required from the engine operating state. The electric motor 141 is supplied with electric power from an in-vehicle battery (not shown).

そして、電動モータ141の通電制御(回転駆動)により、電動モータ141が回転すると、その回転力が上記回転機構を介してロッド129に伝わり、このロッド129の移動(前進・後退)に伴って駆動リンク127が回動することにより、各ノズルベーン121が回動(変位)する。   Then, when the electric motor 141 rotates by energization control (rotational driving) of the electric motor 141, the rotational force is transmitted to the rod 129 through the rotating mechanism, and is driven along with the movement (forward / reverse) of the rod 129. As the link 127 rotates, each nozzle vane 121 rotates (displaces).

具体的には、図3に示すように、ロッド129を図中矢印X1方向に引くことで(ロッド129の後退)、ユニゾンリング122が図中矢印Y1方向に回動し、図4に示すように、各ノズルベーン121がベーンシャフト125を中心に図中反時計回り方向(Y1方向)に回動してノズルベーン開度(VN開度)が大きく設定される。   Specifically, as shown in FIG. 3, when the rod 129 is pulled in the direction of the arrow X1 in the drawing (retraction of the rod 129), the unison ring 122 rotates in the direction of the arrow Y1 in the drawing, as shown in FIG. Further, each nozzle vane 121 rotates about the vane shaft 125 in the counterclockwise direction (Y1 direction) in the figure, and the nozzle vane opening (VN opening) is set large.

一方、図5に示すように、ロッド129を図中矢印X2方向に押すことで(ロッド129の前進)、ユニゾンリング122が図中矢印Y2方向に回動し、図6に示すように、各ノズルベーン121がベーンシャフト125を中心に図中時計回り方向(Y2方向)に回動してノズルベーン開度(VN開度)が小さく設定される。   On the other hand, as shown in FIG. 5, by pushing the rod 129 in the direction of the arrow X2 (advance of the rod 129), the unison ring 122 rotates in the direction of the arrow Y2 in the figure, and as shown in FIG. The nozzle vane 121 rotates about the vane shaft 125 in the clockwise direction (Y2 direction) in the figure, and the nozzle vane opening (VN opening) is set small.

以上のエンジン1、ターボチャージャ100のVNアクチュエータ140(電動モータ141)、スロットルバルブ6を開閉駆動するスロットルモータ60、及び、EGRバルブ54などの各部はECU200によって制御される。   The ECU 200 controls the components such as the engine 1, the VN actuator 140 (electric motor 141) of the turbocharger 100, the throttle motor 60 that opens and closes the throttle valve 6, and the EGR valve 54.

−ECU−
ECU200は、図7に示すように、CPU201、ROM202、RAM203及びバックアップRAM204などを備えている。
-ECU-
As shown in FIG. 7, the ECU 200 includes a CPU 201, a ROM 202, a RAM 203, a backup RAM 204, and the like.

ROM202は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPU201は、ROM202に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、RAM203は、CPU201での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAM204は、例えばエンジン1の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。   The ROM 202 stores various control programs, maps that are referred to when the various control programs are executed, and the like. The CPU 201 executes various arithmetic processes based on various control programs and maps stored in the ROM 202. The RAM 203 is a memory that temporarily stores calculation results of the CPU 201, data input from each sensor, and the backup RAM 204 is a nonvolatile memory that stores data to be saved when the engine 1 is stopped, for example. Memory.

以上のCPU201、ROM202、RAM203及びバックアップRAM204は、バス207を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース205及び出力インターフェース206と接続されている。   The CPU 201, the ROM 202, the RAM 203, and the backup RAM 204 are connected to each other via the bus 207, and are connected to the input interface 205 and the output interface 206.

入力インターフェース205には、水温センサ21、エアフロメータ22、吸気温センサ23、レール圧センサ24、エンジン回転数センサ25、スロットルバルブ6の開度を検出するスロットル開度センサ26、アクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ27、インマニ圧センサ(過給圧センサ)28、及び、車速センサ29などが接続されている。   The input interface 205 includes a water temperature sensor 21, an air flow meter 22, an intake air temperature sensor 23, a rail pressure sensor 24, an engine speed sensor 25, a throttle opening sensor 26 that detects the opening of the throttle valve 6, and an accelerator pedal depression amount. An accelerator opening sensor 27 for detecting (accelerator opening), an intake manifold pressure sensor (supercharging pressure sensor) 28, a vehicle speed sensor 29, and the like are connected.

出力インターフェース206には、インジェクタ2、スロットルバルブ6のスロットルモータ60、EGRバルブ54、及び、ターボチャージャ100の可変ノズルベーン機構120の開度を調整するVNアクチュエータ140(電動モータ141)などが接続されている。   Connected to the output interface 206 are the injector 2, the throttle motor 60 of the throttle valve 6, the EGR valve 54, the VN actuator 140 (electric motor 141) for adjusting the opening of the variable nozzle vane mechanism 120 of the turbocharger 100, and the like. Yes.

ECU200は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、エンジン1のスロットルバルブ6の開度制御、燃料噴射量・噴射時期制御(インジェクタ2の開閉制御)、及び、EGR制御などを含むエンジン1の各種制御を実行する。さらに、ECU200は、下記の「VN通過流速制御」を実行する。   The ECU 200 controls the engine 1 including the opening control of the throttle valve 6 of the engine 1, fuel injection amount / injection timing control (injector 2 opening / closing control), EGR control, and the like based on the output signals of the various sensors described above. Perform various controls. Further, the ECU 200 executes the following “VN passage flow rate control”.

以上のECU200により実行されるプログラムによって本発明の過給機付きエンジン(内燃機関)の制御装置が実現される。   The control device for the supercharged engine (internal combustion engine) of the present invention is realized by the program executed by the ECU 200 described above.

−VN通過流速の制御−
まず、ノズルベーン121を通過する排気ガスの流速(VN通過流速)について説明する。
-Control of VN flow velocity-
First, the flow rate of exhaust gas passing through the nozzle vane 121 (VN passage flow rate) will be described.

ターボチャージャ100に可変ノズルベーン機構120を設けた場合、図8に示すように、排気ガスはノズルベーン121を通過してタービンホイール101に向けて流れる。上述したように、ノズルベーン121を通過する排気ガスの流速が大きくなると、ノズルベーン121の後流に排気ガスの乱れが発生する。排気ガス乱れの代表的なものはランキン渦である。   When the variable nozzle vane mechanism 120 is provided in the turbocharger 100, the exhaust gas flows through the nozzle vane 121 toward the turbine wheel 101 as shown in FIG. As described above, when the flow rate of the exhaust gas passing through the nozzle vane 121 increases, the turbulence of the exhaust gas occurs in the downstream of the nozzle vane 121. A typical exhaust gas turbulence is Rankine vortex.

ランキン渦はノズルベーン後端で発生し、排気ガスの流速に比例した周波数成分を有する圧力脈動となることが判っている。つまり、ランキン渦の渦放周波数fは、理論式[f=St*U/D St:ストロハル数(定数)、U:流速、D:後流の幅]の関係を満足しているので、そのランキン渦によって生じる圧力脈動は、ノズルベーン121を通過する排気ガスの流速(ノズルベーン後端の流速)に比例した周波数成分を有する。そして、そのような圧力脈動の周波数が、タービンハウジング111内の空間及び排気管12a(タービンハウジング〜触媒の排気ガス通路)内の空間の空間共鳴にて増幅されると、車両排気管を通じて排気口からの吐出音となってしまい、その異音が問題となる。   It has been found that Rankine vortices are generated at the rear end of the nozzle vane and have pressure pulsations having a frequency component proportional to the exhaust gas flow velocity. In other words, the vortex shedding frequency f of the Rankine vortex satisfies the relationship of the theoretical formula [f = St * U / D St: Strouhal number (constant), U: flow velocity, D: wake width] The pressure pulsation generated by the Rankine vortex has a frequency component proportional to the flow rate of exhaust gas passing through the nozzle vane 121 (flow rate at the rear end of the nozzle vane). Then, when the frequency of such pressure pulsation is amplified by the spatial resonance of the space in the turbine housing 111 and the space in the exhaust pipe 12a (turbine housing to catalyst exhaust gas passage), the exhaust port passes through the vehicle exhaust pipe. It becomes a discharge sound from, and the abnormal noise becomes a problem.

なお、ノズルベーン121の後端で発生する圧力脈動の周波数とVN通過流速とが比例することについては、本発明の発明者の実験・シミュレーション等によっても確認できている。   Note that the proportionality between the frequency of the pressure pulsation generated at the rear end of the nozzle vane 121 and the VN passage flow velocity can be confirmed by experiments and simulations of the inventors of the present invention.

具体的には、図2〜図6に示す可変ノズルベーン機構120を備えたターボチャージャ(VNT)100において、ターボ回転数を同一(タービンホイール101へのガス流量を同一)として、[サンプルS1:VN開度をある開度値に設定した場合]と、[サンプルS2:上記[サンプルS1]に対してVN開度を変更して、ノズルベーン間の流路面積(スロート面積)を1/2に設定した場合(VN通過流速が[サンプルS1]の2倍の場合)]とについて、ノズルベーン121の後端で発生する圧力脈動の周波数を調査(計測)したところ、[サンプルS2]の場合の周波数が、[サンプルS1]の場合の周波数のほぼ2倍になること、つまり、圧力脈動の周波数はノズルベーンを通過する排気ガスの流速(ノズルベーン後端の流速)に比例することが確認できた。   Specifically, in the turbocharger (VNT) 100 including the variable nozzle vane mechanism 120 shown in FIGS. 2 to 6, assuming that the turbo rotation speed is the same (the gas flow rate to the turbine wheel 101 is the same) [Sample S1: VN When the opening is set to a certain opening value] and [Sample S2: VN opening is changed with respect to [Sample S1] above, and the passage area (throat area) between nozzle vanes is set to 1/2 When the frequency of the pressure pulsation generated at the rear end of the nozzle vane 121 is investigated (measured), the frequency in the case of [Sample S2] is The frequency of the pressure pulsation is approximately twice the frequency in the case of [Sample S1], that is, the flow rate of exhaust gas passing through the nozzle vane (flow velocity at the rear end of the nozzle vane). It was confirmed that the proportional.

そして、この例では、以上のような問題点を考慮し、上記ノズルベーン後端で発生する圧力脈動の周波数とVN通過流速とが比例する点を利用して、加速時または減速時に、VN通過流速が、タービンハウジング111からS/C触媒81までの排気ガス通過空間における空間共鳴域(図9参照)に入る流速に到達した際に、当該VN通過流速が上記空間共鳴域の外の流速となるように、スロットルバルブ6の開度(以下、スロットル開度ともいう)、EGRバルブ54の開度(以下、EGRバルブ開度ともいう)、VN開度を調整してVN通過流速を制御することによって、ノズルベーン121の後端で生じる圧力脈動に起因する異音を抑制することを技術的特徴としている。   In this example, in consideration of the above-described problems, the VN passage flow velocity is used during acceleration or deceleration using the point that the frequency of the pressure pulsation generated at the rear end of the nozzle vane is proportional to the VN passage flow velocity. However, when reaching a flow velocity that enters the spatial resonance region (see FIG. 9) in the exhaust gas passage space from the turbine housing 111 to the S / C catalyst 81, the VN passage flow velocity becomes a flow velocity outside the spatial resonance region. As described above, the VN passage flow rate is controlled by adjusting the opening of the throttle valve 6 (hereinafter also referred to as the throttle opening), the opening of the EGR valve 54 (hereinafter also referred to as the EGR valve opening), and the VN opening. Therefore, it is a technical feature to suppress abnormal noise caused by pressure pulsation generated at the rear end of the nozzle vane 121.

その具体的なVN通過流速制御の例について以下に説明する。   A specific example of the VN passage flow rate control will be described below.

<空間共鳴域>
この例のVN通過流速制御に用いる空間共鳴域について説明する。
<Spatial resonance area>
The spatial resonance area used for the VN passage flow velocity control in this example will be described.

まず、CAE(Computer Aided Engineering)を用いて、対象とするエンジン1について、ターボチャージャ100のタービンハウジング111内部の空間形状、及び、そのタービンハウジング111の出口からS/C触媒81までの排気管12a(S/C触媒81のケーシング81b内の空間の一部(ケーシング81bの入口から触媒本体81aまでの空間)を含む:図1参照)の空間形状を特定し、[タービンハウジング〜触媒]の空間共鳴を評価して共鳴周波数を求める。そして、その結果を基に図9に示す空間共鳴域Raを特定する。ここで、空間共鳴域Raの周波数帯域(A〜B区間)は、ノズルベーン121の後端で生じる圧力脈動の周波数が空間共鳴にて増幅された場合に、異音として感じる周波数域を考慮して経験的に適合した範囲(例えば、600Hz〜1kHz)とする。   First, using CAE (Computer Aided Engineering), for the target engine 1, the space shape inside the turbine housing 111 of the turbocharger 100 and the exhaust pipe 12 a from the outlet of the turbine housing 111 to the S / C catalyst 81. A space shape of [turbine housing to catalyst] is specified by specifying a space shape (including a part of the space in the casing 81b of the S / C catalyst 81 (including the space from the inlet of the casing 81b to the catalyst main body 81a: see FIG. 1)). Resonance is evaluated to determine the resonance frequency. Based on the result, the spatial resonance area Ra shown in FIG. 9 is specified. Here, the frequency band (A to B section) of the spatial resonance area Ra takes into consideration the frequency area that is felt as an abnormal sound when the pressure pulsation frequency generated at the rear end of the nozzle vane 121 is amplified by the spatial resonance. The range is empirically adapted (for example, 600 Hz to 1 kHz).

そして、このようにして特定した空間共鳴域Raの下限側(周波数が低い側)の流速値(A点の流速vna)と、空間共鳴域Raの上限側(周波数が高い側)の流速値(B点の流速vnb)とを求めておく。具体的には、空間共鳴域Raの下限の周波数(例えば600Hz)を用いて、上記したランキン渦の理論式[f=St*U/D St:ストロハル数(定数)、U:流速、D:後流の幅]からA点の流速vnaを算出する。また、同様にして、空間共鳴域Raの上限の周波数(例えば1kHz)を用いてランキン渦の理論式からB点の流速vnbを算出する。これらA点の流速vna及びB点の流速vnbはECU200のROM202内に記憶しておく。   Then, the flow velocity value (the flow velocity vna at the point A) on the lower limit side (frequency side) of the spatial resonance area Ra thus identified, and the flow velocity value on the upper limit side (high frequency side) of the spatial resonance area Ra (high frequency side) The flow velocity vnb) at point B is obtained. Specifically, using the lower limit frequency (for example, 600 Hz) of the spatial resonance area Ra, the above-described theoretical formula of Rankine vortex [f = St * U / D St: Strouhal number (constant), U: flow velocity, D: The flow velocity vna at point A is calculated from the width of the wake. Similarly, the flow velocity vnb at point B is calculated from the theoretical formula of Rankine vortex using the upper limit frequency (for example, 1 kHz) of the spatial resonance area Ra. The flow velocity vna at point A and the flow velocity vnb at point B are stored in the ROM 202 of the ECU 200.

なお、上記空間共鳴域Raについては、エンジン実機を用いた実験等によって[タービンハウジング〜触媒]の空間共鳴の周波数を取得して空間共鳴域Raを特定するようにしてもよい。   In addition, about the said spatial resonance area Ra, you may make it specify the spatial resonance area Ra by acquiring the frequency of the spatial resonance of [turbine housing-catalyst] by the experiment etc. which used the actual engine.

<加速時のVN通過流速制御>
次に、加速時のVN通過流速制御について、図10のフローチャートを参照して説明する。図10の制御ルーチンはECU200において所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返して実行される。
<VN passage flow rate control during acceleration>
Next, the VN passage flow rate control during acceleration will be described with reference to the flowchart of FIG. The control routine of FIG. 10 is repeatedly executed in the ECU 200 every predetermined time (for example, every several msec).

まず、ステップST101において、エンジン1の加速時であるか否かを判定し、その判定結果が否定判定(NO)である場合はリターンする。ステップST101の判定結果が肯定判定(YES)である場合(加速時である場合)はステップST102に進む。   First, in step ST101, it is determined whether or not the engine 1 is accelerating. If the determination result is negative (NO), the process returns. If the determination result in step ST101 is affirmative (YES) (when acceleration is in progress), the process proceeds to step ST102.

なお、エンジン1が加速時であるか否かの判定は、例えば、車両走行中等において、アクセルペダルが踏み込まれて、アクセル開度センサ27にて検出されるアクセル開度が所定以上になったとき(または、アクセル開度の変化率(上昇率)が所定値以上になったとき)に「加速時」であると判定するようにすればよい。   The determination as to whether or not the engine 1 is accelerating is performed, for example, when the accelerator pedal is depressed and the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 27 is greater than or equal to a predetermined value while the vehicle is running. What is necessary is just to determine that it is "at the time of acceleration" (or when the rate of change (increase rate) of the accelerator opening becomes a predetermined value or more).

ステップST102では、上記した空間共鳴域Raの下限側の流速vna(図9のA点の流速)を読み込む。   In step ST102, the flow velocity vna (the flow velocity at point A in FIG. 9) on the lower limit side of the spatial resonance area Ra described above is read.

次に、ステップST103においてVN通過流速を推定する。具体的には、ターボチャージャ100のタービンホイール101(ノズルベーン121)に向かう排気ガスの流量に関係するパラメータである、過給圧(空気量)、吸気温、燃料噴射量(燃焼ガス量)、スロットル開度、EGRバルブ開度、及び、VN開度に基づいて、予め実験・シミュレーション等によって適合された推定マップを用いてVN通過流速を推定する。ここで、VN通過流速推定に用いるパラメータのうち、過給圧及び吸気温については、それぞれ、インマニ圧センサ(過給圧センサ)28及び吸気温センサ23の各出力信号から算出する。また、燃料噴射量、スロットル開度、EGRバルブ開度及びVN開度については、いずれも指令値(要求値)から求める。   Next, the VN passage flow velocity is estimated in step ST103. Specifically, the parameters relating to the flow rate of exhaust gas toward the turbine wheel 101 (nozzle vane 121) of the turbocharger 100 are the supercharging pressure (air amount), intake air temperature, fuel injection amount (combustion gas amount), throttle. Based on the opening degree, the EGR valve opening degree, and the VN opening degree, the VN passage flow velocity is estimated using an estimation map previously adapted by experiments and simulations. Here, among the parameters used for VN passage flow velocity estimation, the supercharging pressure and the intake air temperature are calculated from the output signals of the intake manifold pressure sensor (supercharging pressure sensor) 28 and the intake air temperature sensor 23, respectively. Further, the fuel injection amount, the throttle opening, the EGR valve opening, and the VN opening are all obtained from the command value (required value).

このステップST103のVN通過流速の推定処理は、ステップST104の判定結果が肯定判定(YES)になるまで、所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返して実行される。つまり、VN通過流速の推定値は順次更新されていく。   The VN passage flow velocity estimation process in step ST103 is repeatedly executed at predetermined time intervals (for example, every several milliseconds) until the determination result in step ST104 is affirmative (YES). That is, the estimated value of the VN passage flow velocity is sequentially updated.

次に、ステップST104において、上記ステップST103で推定した推定VN通過流速が上記空間共鳴域Raの下限側の流速vna(図9のA点の流速)に到達したか否かを判定する。その判定結果が否定判定(NO)である場合は通常制御を継続する(ステップST108)。ここで、通常制御は、目標過給圧(空気量)を確保するための制御であって、例えば、現状のエンジン1の運転状態に基づいて、燃費・エミッション等を考慮したマップ(通常制御時のマップ)を参照して、EGRバルブ開度及びVN開度を調整する制御である。なお、スロットル開度については、暖機後に一定の開度(例えば「全開」)に設定される。   Next, in step ST104, it is determined whether or not the estimated VN passage flow velocity estimated in step ST103 has reached the lower limit flow velocity vna (the flow velocity at point A in FIG. 9) of the spatial resonance region Ra. If the determination result is negative (NO), normal control is continued (step ST108). Here, the normal control is a control for ensuring the target boost pressure (air amount), for example, based on the current operating state of the engine 1, a map that considers fuel consumption, emission, etc. (during normal control) ) Is a control for adjusting the EGR valve opening and the VN opening. The throttle opening is set to a constant opening (for example, “fully open”) after warming up.

そして、ステップST104の判定結果が肯定判定(YES)となったときに、空間共鳴域Raから外すためのEGRバルブ開度、VN開度、スロットル開度を演算する(ステップST105)。その具体的な例について説明する。   When the determination result in step ST104 is affirmative (YES), the EGR valve opening, VN opening, and throttle opening for removing from the spatial resonance area Ra are calculated (step ST105). A specific example will be described.

まず、EGRバルブ開度については図12に示すマップを用いて算出する。図12のEGRバルブ開度マップは、エンジン回転数Neとアクセル開度Accとをパラメータとして、エミッション等を考慮して実験・シミュレーション等によって適合した値(EGRバルブ開度:Vegra)をマップ化したものであって、ECU200のROM202内に記憶されている。図12のマップの各値(Vegra)は、通常制御時のマップよりも閉じ側の値であって、適切なエミッションを確保できる範囲内で可能な限り小さな値が設定されている。   First, the EGR valve opening is calculated using the map shown in FIG. The EGR valve opening map in FIG. 12 is a map of values (EGR valve opening: Vegra) adapted by experiments and simulations, taking into account emissions and the like, with the engine speed Ne and the accelerator opening Acc as parameters. This is stored in the ROM 202 of the ECU 200. Each value (Vegra) in the map of FIG. 12 is a value closer to the closing side than the map at the time of normal control, and is set as small as possible within a range in which appropriate emission can be secured.

VN開度については、上記演算によりEGRバルブ開度(閉じ側の所定値)を決定したうえで、ドライバビリティ等を考慮して可能な限り閉じ側の値とする。このVN開度についても、上記したEGRバルブ開度の演算と同様に、エンジン回転数Neとアクセル開度AccとをパラメータとするVN開度マップを用いて算出するようにしてもよい。   Regarding the VN opening, the EGR valve opening (predetermined value on the closing side) is determined by the above calculation, and is set to the closing side as much as possible in consideration of drivability and the like. The VN opening may be calculated using a VN opening map using the engine speed Ne and the accelerator opening Acc as parameters, as in the above-described calculation of the EGR valve opening.

スロットル開度については、通常制御時と同じ値(例えば「全開」)としておいてもよい。また、上記したようにEGRバルブ開度及びVN開度をともに閉じる側に設定するので、ターボ回転数上昇により過給圧が過大となる場合がある点を考慮し、その過給圧の過度な上昇を制限(ガード)できる開度(閉じ側の開度)としておいてもよい。   The throttle opening may be set to the same value as in normal control (for example, “fully open”). In addition, as described above, since both the EGR valve opening and the VN opening are set to the close side, considering that the boost pressure may become excessive due to the increase in the turbo rotational speed, the excessive boost pressure is considered. You may set it as the opening which can restrict | limit (guard) a raise (opening of the closing side).

次に、ステップST106において、上記ステップST105で求めたEGRバルブ開度及びVN開度(スロットル開度も含む場合もある)に基づいて、EGRバルブ54及びVNコントローラ140の電動モータ141の各駆動(スロットルモータ60の駆動を含む場合もある)を制御して、EGRバルブ開度及びVN開度を閉じ側に変更することによってVN通過流速を通常制御時よりも大きくする。   Next, in step ST106, each drive of the EGR valve 54 and the electric motor 141 of the VN controller 140 based on the EGR valve opening and the VN opening (including the throttle opening in some cases) obtained in step ST105 ( In some cases, the driving of the throttle motor 60 may be included), and the EGR valve opening degree and the VN opening degree are changed to the closed side, thereby increasing the VN passage flow velocity as compared with the normal control.

ステップST107では、上記EGRバルブ開度及びVN開度を閉じ側に変更した後の経過時間が所定時間Δtに達したか否かを判定する。この所定時間Δtは、加速時にVN通過流速を通常制御時よりも大きくした場合(空間共鳴域Raの通過時間を短くした場合)に、図9に示す空間共鳴域Raの区間A〜Bを通過するに必要な時間であって、実験・シミュレーション等によって適合した値(例えば、0.5sec)が設定される。   In step ST107, it is determined whether or not an elapsed time after changing the EGR valve opening and the VN opening to the closed side has reached a predetermined time Δt. This predetermined time Δt passes through the sections A to B of the spatial resonance area Ra shown in FIG. 9 when the VN passage flow velocity during acceleration is greater than that during normal control (when the passage time of the spatial resonance area Ra is shortened). Is a time required for this, and a suitable value (for example, 0.5 sec) is set by experiment / simulation.

上記EGRバルブ開度及びVN開度を閉じ側に変更した後の経過時間が所定時間Δtに達しておらず、ステップST107の判定結果が否定判定(NO)である場合には、この経過時間が所定時間Δtに達するまで待機する。そして、ステップST107の判定結果が肯定判定(YES)となった時点、つまり、EGRバルブ開度及びVN開度を閉じ側に変更した後の経過時間が所定時間Δtに達した時点で、EGRバルブ開度及びVN開度(スロットル開度も含む場合もある)を通常制御時の開度つまり目標過給圧を確保するための開度に戻す(ステップST108)。   If the elapsed time after changing the EGR valve opening and the VN opening to the closed side has not reached the predetermined time Δt and the determination result in step ST107 is negative (NO), this elapsed time Wait until the predetermined time Δt is reached. Then, when the determination result in step ST107 is affirmative (YES), that is, when the elapsed time after changing the EGR valve opening and the VN opening to the closed side reaches a predetermined time Δt, the EGR valve The opening degree and the VN opening degree (which may include the throttle opening degree) are returned to the opening degree for normal control, that is, the opening degree for securing the target boost pressure (step ST108).

以上のように、この例の制御によれば、エンジン1の加速時に、VN通過流速が空間共鳴域Raの流速(vna)に到達した際に、EGRバルブ開度及びVN開度を閉じ側に変更(スロットル開度の変更も含む場合もある)してVN通過流速を通常制御時よりも大きくしているので、空間共鳴域Raを抜ける流速つまり図9に示すB点の流速vnbに速やかに移行することができ、空間共鳴域Ra(図9に示すA〜B区間)を短時間で通過することができる。   As described above, according to the control of this example, when the VN passage flow velocity reaches the flow velocity (vna) of the spatial resonance region Ra during acceleration of the engine 1, the EGR valve opening and the VN opening are closed. Since the VN passage flow velocity is made larger than that during normal control by changing (including changing the throttle opening), the flow velocity through the spatial resonance area Ra, that is, the flow velocity vnb at the point B shown in FIG. It can shift and can pass through spatial resonance area Ra (A-B section shown in Drawing 9) in a short time.

これによって、ノズルベーン121の後端で発生する圧力脈動の周波数が空間共鳴域で増幅される時間を短くすることができ、圧力脈動に起因する異音の発生を抑制することができる。しかも、加速過程において空間共鳴域Raを通過する間の短時間だけ、EGRバルブ開度及びVN開度を閉じ側に変更するだけでよいので、要求過給圧(空気量)を確保しつつ、圧力脈動に起因する異音の発生を抑制することができる。   As a result, the time during which the frequency of the pressure pulsation generated at the rear end of the nozzle vane 121 is amplified in the spatial resonance region can be shortened, and the generation of abnormal noise due to the pressure pulsation can be suppressed. Moreover, since it is only necessary to change the EGR valve opening and the VN opening to the closed side for a short time while passing through the spatial resonance area Ra in the acceleration process, while ensuring the required supercharging pressure (air amount), Generation of abnormal noise due to pressure pulsation can be suppressed.

なお、この例の制御では、空間共鳴域Raを通過した後に通常制御に戻すタイミングを時間Δtで管理しているが、空間共鳴域Raを通過したこと(図9に示すB点に達したこと)を判定して通常制御に戻すようにしてもよい。   In the control of this example, the timing for returning to the normal control after passing through the spatial resonance area Ra is managed by the time Δt. However, it has passed through the spatial resonance area Ra (the point B shown in FIG. 9 has been reached). ) To return to normal control.

ここで、以上の図10に示す制御では、エンジン1の加速時に、VN通過流速(推定値)が空間共鳴域Raに入る流速vna(図9のA点の流速)に到達した際に、VN通過流速を大きくする制御を行っているが、エンジン1の加速時に、VN通過流速に比例する圧力脈動の周波数が空間共鳴域Raに入る周波数に到達した際に、VN通過流速を大きくする制御を行うようにしてもよい。   Here, in the control shown in FIG. 10 described above, when the engine 1 is accelerated, the VN passage flow velocity (estimated value) reaches the flow velocity vna (flow velocity at point A in FIG. 9) that enters the spatial resonance region Ra. Although control is performed to increase the passage flow velocity, control is performed to increase the VN passage flow velocity when the frequency of the pressure pulsation proportional to the VN passage flow velocity reaches a frequency that enters the spatial resonance region Ra when the engine 1 is accelerated. You may make it perform.

この場合、エンジン1の加速時に、上記図10のステップST103と同じ処理にてVN通過流速を推定し、その推定VN通過流速を用いて上記したランキン渦の理論式[f=St*U/D]から圧力脈動の周波数を逐次演算する。そして、その圧力脈動の周波数(演算値)が図9に示す空間共鳴域Raに入る周波数に到達した際に、例えば、EGRバルブ54及びVNコントローラ140の電動モータ141の各駆動を制御して、EGRバルブ開度及びVN開度を閉じ側に変更することによってVN通過流速を通常制御時よりも大きくするという制御を行えばよい。   In this case, when the engine 1 is accelerated, the VN passage flow velocity is estimated by the same process as step ST103 in FIG. 10, and the Rankine vortex theoretical formula [f = St * U / D] is used by using the estimated VN passage flow velocity. ], The frequency of pressure pulsation is calculated sequentially. Then, when the frequency (calculated value) of the pressure pulsation reaches a frequency that falls within the spatial resonance region Ra shown in FIG. 9, for example, each drive of the electric motor 141 of the EGR valve 54 and the VN controller 140 is controlled, By changing the EGR valve opening degree and the VN opening degree to the closed side, the VN passage flow velocity may be controlled to be larger than that during normal control.

なお、この場合も、圧力脈動の周波数が上記空間共鳴域Raに入る周波数に到達した時点から所定時間Δtが経過するまでの間、上記VN通過流速を通常制御(目標過給圧を確保する制御)時よりも大きくする制御を継続し、所定時間でΔtが経過した時点で通常制御に戻すようにすればよい。   In this case as well, the VN passage flow rate is normally controlled (control for ensuring the target supercharging pressure) from when the pressure pulsation frequency reaches the frequency that enters the spatial resonance region Ra until a predetermined time Δt elapses. ), The control to be larger than the time may be continued, and the control may be returned to the normal control when Δt has elapsed for a predetermined time.

<減速時のVN通過流速制御>
次に、減速時のVN通過流速制御について、図11のフローチャートを参照して説明する。図11の制御ルーチンはECU200において所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返して実行される。
<VN passage flow rate control during deceleration>
Next, the VN passage flow rate control at the time of deceleration will be described with reference to the flowchart of FIG. The control routine of FIG. 11 is repeatedly executed in the ECU 200 every predetermined time (for example, every several msec).

まず、ステップST201において、エンジン1の減速時であるか否かを判定し、その判定結果が否定判定(NO)である場合はリターンする。ステップST201の判定結果が肯定判定(YES)である場合(減速時である場合)はステップST202に進む。なお、ステップST201において、アクセルOFF(アクセル開度センサ27の出力信号から得られるアクセル開度が「0」)である場合に「減速時」と判定する。   First, in step ST201, it is determined whether or not the engine 1 is decelerating. If the determination result is negative (NO), the process returns. If the determination result in step ST201 is affirmative (YES) (when decelerating), the process proceeds to step ST202. In step ST201, when the accelerator is OFF (the accelerator opening obtained from the output signal of the accelerator opening sensor 27 is “0”), it is determined that the vehicle is decelerating.

ステップST202では、上記した空間共鳴域Raの上限側の流速vnb(図9のB点の流速)を読み込む。   In step ST202, the flow velocity vnb (flow velocity at point B in FIG. 9) on the upper limit side of the spatial resonance area Ra described above is read.

次に、ステップST203においてVN通過流速を推定する。具体的には、ターボチャージャ100のタービンホイール101(ノズルベーン121)に向かう排気ガスの流量に関係するパラメータである、過給圧(空気量)、吸気温、スロットル開度、EGRバルブ開度、及び、VN開度に基づいて、予め実験・シミュレーション等によって適合された推定マップを用いてVN通過流速を推定する。ここで、VN通過流速推定に用いるパラメータのうち、過給圧及び吸気温についてはそれぞれ上記インマニ圧センサ(過給圧センサ)28及び吸気温センサ23の各出力信号から算出する。また、スロットル開度、EGRバルブ開度及びVN開度については、いずれも指令値(要求値)から求める。なお、減速時(アクセルOFF時)にはフューエルカット状態であるので、ステップST203でのVN通過流速の推定処理においては、燃料噴射量(燃焼ガス量)=0として扱う。   Next, the VN passage flow velocity is estimated in step ST203. Specifically, the parameters relating to the flow rate of exhaust gas toward the turbine wheel 101 (nozzle vane 121) of the turbocharger 100 are the supercharging pressure (air amount), intake air temperature, throttle opening, EGR valve opening, and Based on the VN opening, the VN passage flow velocity is estimated using an estimation map previously adapted by experiments, simulations, or the like. Here, among the parameters used for VN passage flow velocity estimation, the supercharging pressure and the intake air temperature are calculated from the output signals of the intake manifold pressure sensor (supercharging pressure sensor) 28 and the intake air temperature sensor 23, respectively. Further, the throttle opening, the EGR valve opening, and the VN opening are all obtained from a command value (required value). Since the fuel is cut during deceleration (when the accelerator is OFF), the fuel injection amount (combustion gas amount) = 0 is handled in the VN passage flow velocity estimation process in step ST203.

このステップST203のVN通過流速の推定処理は、ステップST204の判定結果が肯定判定(YES)になるまで、所定時間(例えば数msec)ごとに繰り返して行われる。つまり、VN通過流速の推定値は順次更新されていく。   The VN passage flow rate estimation process in step ST203 is repeatedly performed at predetermined time intervals (for example, several milliseconds) until the determination result in step ST204 becomes affirmative (YES). That is, the estimated value of the VN passage flow velocity is sequentially updated.

次に、ステップST204において、上記ステップST203で推定した推定VN通過流速が上記空間共鳴域Raの上限側の流速vnb(図9のB点の流速)に到達したか否かを判定する。その判定結果が否定判定(NO)である場合は通常制御を継続する(ステップST208)。ここで、通常制御は、目標過給圧(空気量)を確保するための制御であって、例えば、現状のエンジン1の運転状態に基づいて、燃費・エミッション等を考慮したマップ(通常制御時のマップ)を参照して、EGRバルブ開度及びVN開度を調整する制御である。なお、スロットル開度については、暖機後に一定の開度(例えば「全開」)に設定される。   Next, in step ST204, it is determined whether or not the estimated VN passage flow velocity estimated in step ST203 has reached the upper limit flow velocity vnb (flow velocity at point B in FIG. 9) of the spatial resonance region Ra. If the determination result is negative (NO), normal control is continued (step ST208). Here, the normal control is a control for ensuring the target boost pressure (air amount), for example, based on the current operating state of the engine 1, a map that considers fuel consumption, emission, etc. (during normal control) ) Is a control for adjusting the EGR valve opening and the VN opening. The throttle opening is set to a constant opening (for example, “fully open”) after warming up.

そして、ステップST204の判定結果が肯定判定(YES)となったときに、空間共鳴域Raから外すためのEGRバルブ開度、VN開度、スロットル開度を演算する(ステップST205)。その具体的な例について説明する。   When the determination result in step ST204 is affirmative (YES), the EGR valve opening, VN opening, and throttle opening for removing from the spatial resonance area Ra are calculated (step ST205). A specific example will be described.

まず、EGRバルブ開度については図13に示すマップを用いて算出する。図13のEGRバルブ開度マップは、エンジン回転数Neとアクセル開度Accとをパラメータとして、エミッション等を考慮して実験・シミュレーション等によって適合した値(EGRバルブ開度:Vegrb)をマップ化したものであって、ECU200のROM202内に記憶されている。図13のマップの各値(Vegrb)は、通常制御時のマップよりも開き側の値であって、適切なエミッションを確保できる範囲内で可能な限り大きな値が設定されている。   First, the EGR valve opening is calculated using the map shown in FIG. The EGR valve opening map in FIG. 13 is a map of values (EGR valve opening: Vegrb) adapted by experiments and simulations, etc. in consideration of emissions, etc., using the engine speed Ne and the accelerator opening Acc as parameters. This is stored in the ROM 202 of the ECU 200. Each value (Vegrb) in the map of FIG. 13 is a value on the open side of the map at the time of normal control, and is set as large as possible within a range in which appropriate emission can be secured.

VN開度については、上記演算によりEGRバルブ開度(開き側の所定値)を決定したうえで、ドライバビリティ等を考慮して可能な限り開き側の値とする。このVN開度についても、上記したEGRバルブ開度の演算と同様に、エンジン回転数Neとアクセル開度AccとをパラメータとするVN開度マップを用いて算出するようにしてもよい。   As for the VN opening, the EGR valve opening (predetermined value on the opening side) is determined by the above calculation, and is set to the opening side as much as possible in consideration of drivability and the like. The VN opening may be calculated using a VN opening map using the engine speed Ne and the accelerator opening Acc as parameters, as in the above-described calculation of the EGR valve opening.

なお、減速時の場合、スロットル開度については、通常制御時と同じ値(例えば「全開」)としておく。   In the case of deceleration, the throttle opening is set to the same value as in normal control (for example, “fully open”).

次に、ステップST206において、上記ステップST205で求めたEGRバルブ開度及びVN開度に基づいてEGRバルブ54及びVNコントローラ140の電動モータ141の各駆動を制御して、EGRバルブ開度及びVN開度を通常制御時よりも開き側に変更することによってVN通過流速を通常制御時よりも小さくする。   Next, in step ST206, the driving of the EGR valve 54 and the electric motor 141 of the VN controller 140 is controlled based on the EGR valve opening and VN opening obtained in step ST205, and the EGR valve opening and VN opening are controlled. By changing the degree to the open side than during normal control, the VN passage flow velocity is made smaller than during normal control.

ステップST207では、上記EGRバルブ開度及びVN開度を開き側に変更した後の経過時間が所定時間Δtに達したか否かを判定する。この所定時間Δtは、減速時にVN通過流速を通常制御時よりも小さくした場合(空間共鳴域Raの通過時間を短くした場合)に、図9に示す空間共鳴域Raの区間B〜Aを通過するのに必要な時間であって、実験・シミュレーション等によって適合した値(例えば、0.5sec)が設定される。   In step ST207, it is determined whether or not an elapsed time after changing the EGR valve opening and the VN opening to the open side has reached a predetermined time Δt. This predetermined time Δt passes through the sections B to A of the spatial resonance area Ra shown in FIG. 9 when the VN passage flow velocity is made smaller than that during normal control during deceleration (when the passage time of the spatial resonance area Ra is shortened). This is a time required for the operation, and a suitable value (for example, 0.5 sec) is set by experiment / simulation.

上記EGRバルブ開度及びVN開度を開き側に変更した後の経過時間が所定時間Δtに達しておらず、ステップST207の判定結果が否定判定(NO)である場合には、この経過時間が所定時間Δtに達するまで待機する。そして、ステップST207の判定結果が肯定判定(YES)となった時点、つまり、EGRバルブ開度及びVN開度を開き側に変更した後の経過時間が所定時間Δtに達した時点で、EGRバルブ開度及びVN開度を通常制御時の開度に戻す(ステップST208)。   If the elapsed time after changing the EGR valve opening and the VN opening to the open side has not reached the predetermined time Δt and the determination result in step ST207 is negative (NO), this elapsed time Wait until the predetermined time Δt is reached. Then, when the determination result in step ST207 is affirmative (YES), that is, when the elapsed time after changing the EGR valve opening and the VN opening to the open side reaches a predetermined time Δt, the EGR valve The opening and the VN opening are returned to the opening during normal control (step ST208).

以上のように、この例の制御によれば、エンジン1の減速時に、VN通過流速が空間共鳴域Raの流速(vnb)に到達した際に、EGRバルブ開度及びVN開度を開き側に変更してVN通過流速を通常制御時よりも小さくしているので、空間共鳴域Raを抜ける流速つまり図9のA点の流速vnaに速やかに移行することができ、空間共鳴域(図9に示すB〜A区間)を短時間で通過することができる。   As described above, according to the control of this example, when the VN passage flow velocity reaches the flow velocity (vnb) of the spatial resonance area Ra when the engine 1 is decelerated, the EGR valve opening and the VN opening are opened to the open side. Since the VN passage flow velocity is changed to be smaller than that during normal control, it is possible to quickly shift to the flow velocity that passes through the spatial resonance area Ra, that is, the flow velocity vna at the point A in FIG. B-A section shown) can be passed in a short time.

これによって、ノズルベーン121の後端で発生する圧力脈動の周波数が空間共鳴域で増幅される時間を短くすることができ、圧力脈動に起因する異音の発生を抑制することができる。しかも、減速過程において空間共鳴域を通過する間の短時間だけ、EGRバルブ開度及びVN開度を開き側に変更するだけでよいので、要求過給圧(空気量)を確保しつつ、圧力脈動に起因する異音の発生を抑制することができる。   As a result, the time during which the frequency of the pressure pulsation generated at the rear end of the nozzle vane 121 is amplified in the spatial resonance region can be shortened, and the generation of abnormal noise due to the pressure pulsation can be suppressed. In addition, the EGR valve opening and the VN opening need only be changed to the open side for a short period of time while passing through the spatial resonance region in the deceleration process. Generation of abnormal noise due to pulsation can be suppressed.

なお、この例の制御では、空間共鳴域Raを通過した後に通常制御に戻すタイミングを時間Δtで管理しているが、空間共鳴域Raを通過したこと(図9に示すA点に達したこと)を判定して通常制御に戻すようにしてもよい。   In the control of this example, the timing for returning to the normal control after passing through the spatial resonance area Ra is managed by the time Δt. However, it has passed through the spatial resonance area Ra (the point A shown in FIG. 9 has been reached). ) To return to normal control.

ここで、以上の図11に示す制御では、エンジン1の減速時に、VN通過流速(推定値)が空間共鳴域Raに入る流速vnb(図9のB点の流速)に到達した際に、VN通過流速を小さくする制御を行っているが、エンジン1の減速時に、VN通過流速に比例する圧力脈動の周波数が空間共鳴域Raに入る周波数に到達した際に、VN通過流速を小さくする制御を行うようにしてもよい。   Here, in the control shown in FIG. 11 described above, when the VN passage flow velocity (estimated value) reaches the flow velocity vnb (the flow velocity at the point B in FIG. 9) that enters the spatial resonance area Ra when the engine 1 is decelerated. Although control is performed to reduce the passage flow velocity, control is performed to reduce the VN passage flow velocity when the frequency of the pressure pulsation proportional to the VN passage flow velocity reaches a frequency that enters the spatial resonance region Ra when the engine 1 is decelerated. You may make it perform.

この場合、エンジン1の減速時に、上記図11のステップST203と同じ処理にてVN通過流速を推定し、その推定VN通過流速を用いて上記したランキン渦の理論式[f=St*U/D]から圧力脈動の周波数を逐次演算する。そして、その圧力脈動の周波数(演算値)が図9に示す空間共鳴域Raに入る周波数に到達した際に、例えば、EGRバルブ54及びVNコントローラ140の電動モータ141の各駆動を制御して、EGRバルブ開度及びVN開度を開き側に変更することによってVN通過流速を通常制御時よりも小さくするという制御を行えばよい。   In this case, when the engine 1 is decelerated, the VN passage flow velocity is estimated by the same process as step ST203 in FIG. 11, and the Rankine vortex theoretical formula [f = St * U / D] is used by using the estimated VN passage flow velocity. ], The frequency of pressure pulsation is calculated sequentially. Then, when the frequency (calculated value) of the pressure pulsation reaches a frequency that falls within the spatial resonance region Ra shown in FIG. 9, for example, each drive of the electric motor 141 of the EGR valve 54 and the VN controller 140 is controlled, By changing the EGR valve opening and the VN opening to the open side, the VN passage flow velocity may be controlled to be smaller than that during normal control.

なお、この場合も、圧力脈動の周波数が上記空間共鳴域Raに入る周波数に到達した時点から所定時間Δtが経過するまでの間、上記VN通過流速を通常制御(目標過給圧を確保する制御)時よりも小さくする制御を継続し、所定時間でΔtが経過した時点で通常制御に戻すようにすればよい。   In this case as well, the VN passage flow rate is normally controlled (control for ensuring the target supercharging pressure) from when the pressure pulsation frequency reaches the frequency that enters the spatial resonance region Ra until a predetermined time Δt elapses. The control to be smaller than that at the time may be continued, and the control may be returned to the normal control when Δt has elapsed for a predetermined time.

<加速時・減速時の他のVN通過流速制御>
次に、加速時・減速時のVN通過流速制御の他の例について以下に説明する。
<Other VN flow velocity control during acceleration / deceleration>
Next, another example of VN passage flow rate control during acceleration and deceleration will be described below.

(i)対象とするエンジン1の実機について実験等を行って、VN通過流速(圧力脈動の周波数)が、図9に示す空間共鳴域Raに入る運転条件(エンジン回転数Ne、負荷(アクセル開度Acc)、変速機のギヤ段)を取得しておく。   (I) An experiment or the like is performed on the actual engine 1 of the target engine, and the operating conditions (engine rotation speed Ne, load (accelerator opening) where the VN passage flow velocity (pressure pulsation frequency) enters the spatial resonance region Ra shown in FIG. Degree Acc) and the gear stage of the transmission).

(ii)エンジン1の加速時に、上記運転条件が空間共鳴域Raに入った際に、その空間共鳴域Raから外すためのVN通過流速を実現するEGRバルブ開度、VN開度、スロットル開度の各開度(通常制御時よりも閉じ側の開度)を、実験・シミュレーション等によって適合してVN通過流速算出マップを作成しておく。   (Ii) When the engine 1 accelerates, when the operating condition enters the spatial resonance area Ra, the EGR valve opening, the VN opening, and the throttle opening for realizing the VN passage flow velocity for removing from the spatial resonance area Ra. The VN passage flow velocity calculation map is created by adapting each opening degree (the opening degree on the closing side with respect to the normal control) by experiments and simulations.

(iii)エンジン1の減速時に、上記運転条件が空間共鳴域Raに入った際に、その空間共鳴域Raから外すためのVN通過流速を実現するEGRバルブ開度、VN開度、スロットル開度の各開度(通常制御時よりも開き側の開度)を、実験・シミュレーション等によって適合してVN通過流速算出マップを作成しておく。   (Iii) EGR valve opening degree, VN opening degree, throttle opening degree that realizes a VN passing flow velocity for removing from the spatial resonance area Ra when the operating condition enters the spatial resonance area Ra when the engine 1 is decelerated The VN passage flow velocity calculation map is prepared by adapting each opening degree (opening side opening degree from the normal control time) by experiments and simulations.

そして、エンジン1の加速時に、実際の運転状態(エンジン回転数Ne、負荷(アクセル開度Acc)、変速機のギヤ段)が空間共鳴域Raに到達した際に、上記VN通過流速算出マップ(加速時用)に基づいて、EGRバルブ開度、VN開度、スロットル開度を算出し、その算出した各開度に基づいて、EGRバルブ54、ノズルベーン121の開度(電動モータ141)、スロットルモータ60を制御してVN通過流速を通常制御時よりも大きくすることにより、空間共鳴域Raを短時間で通過できるようにする。   When the engine 1 is accelerated, when the actual operating state (engine speed Ne, load (accelerator opening Acc), transmission gear stage) reaches the spatial resonance area Ra, the VN passage flow velocity calculation map ( EGR valve opening, VN opening, and throttle opening are calculated on the basis of the acceleration), and the opening of the EGR valve 54 and nozzle vane 121 (electric motor 141), throttle are calculated based on the calculated opening. By controlling the motor 60 so that the VN passage flow velocity is larger than that in the normal control, the spatial resonance region Ra can be passed in a short time.

また、エンジン1の減速時に、実際の運転状態(エンジン回転数Ne、負荷(アクセル開度Acc)、変速機のギヤ段)が空間共鳴域Raに入った際に、上記VN通過流速算出マップ(減速時用)に基づいて、EGRバルブ開度、VN開度、スロットル開度を算出し、その算出した各開度に基づいて、EGRバルブ54、ノズルベーン121の開度(電動モータ141)、スロットルモータ60を制御してVN通過流速を通常制御時よりも小さくすることにより、空間共鳴域Raを短時間で通過できるようにする。   When the engine 1 decelerates, when the actual operating state (engine speed Ne, load (accelerator opening Acc), transmission gear stage) enters the spatial resonance region Ra, the VN passage flow velocity calculation map ( EGR valve opening, VN opening, and throttle opening are calculated based on the deceleration), and the EGR valve 54, nozzle vane 121 opening (electric motor 141), throttle are calculated based on the calculated opening. By controlling the motor 60 to make the VN passage flow velocity smaller than that during normal control, the spatial resonance region Ra can be passed in a short time.

このように、この例の制御においても、ノズルベーン後端で発生する圧力脈動の周波数が空間共鳴域で増幅される時間を短くすることができ、圧力脈動に起因する異音の発生を抑制することができる。しかも、加速時または減速時において空間共鳴域を通過する間の短時間だけ、VN通過流速を変更するだけでよいので、要求過給圧(空気量)を確保しつつ、圧力脈動に起因する異音の発生を抑制することができる。   Thus, even in the control of this example, the time during which the frequency of the pressure pulsation generated at the rear end of the nozzle vane is amplified in the spatial resonance region can be shortened, and the generation of noise due to the pressure pulsation can be suppressed. Can do. In addition, the VN passage flow velocity only needs to be changed for a short time while passing through the spatial resonance region during acceleration or deceleration, so that the required supercharging pressure (air amount) is ensured and the difference caused by pressure pulsation is ensured. Generation of sound can be suppressed.

−他の実施形態−
以上の例では、コモンレール式筒内直噴型多気筒(4気筒)ディーゼルエンジンに本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限られることなく、例えば6気筒ディーゼルエンジンなど他の任意の気筒数のディーゼルエンジンにも適用可能である。
-Other embodiments-
In the above example, the case where the present invention is applied to a common rail in-cylinder direct injection multi-cylinder (four-cylinder) diesel engine has been described. The present invention is not limited to this, and can be applied to a diesel engine having any other number of cylinders such as a six-cylinder diesel engine.

また、以上の例では、ディーゼルエンジンの制御の例について説明したが、本発明はこれに限られることなく、可変ノズルベーン式ターボチャージャを備えたガソリンエンジンの制御にも本発明は適用可能である。   Moreover, although the example of control of a diesel engine was demonstrated in the above example, this invention is not limited to this, This invention is applicable also to control of the gasoline engine provided with the variable nozzle vane type turbocharger.

以上の例では、EGR装置(排気ガス還流装置)が装備された内燃機関(ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等)に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られることなく、EGR装置を備えていない過給機付き内燃機関(可変ノズルベーン式ターボチャージャ付きエンジン)の制御にも本発明は適用可能である。   In the above example, the case where the present invention is applied to an internal combustion engine (diesel engine, gasoline engine, etc.) equipped with an EGR device (exhaust gas recirculation device) has been described. However, the present invention is not limited to this, and EGR The present invention can also be applied to control of an internal combustion engine with a supercharger (an engine with a variable nozzle vane turbocharger) that is not equipped with a device.

なお、本発明において、可変ノズルベーン機構を駆動するアクチュエータとして、電動モータを駆動源とするモータ式アクチュエータのほか、例えば負圧式や油圧式のアクチュエータを用いてもよい。   In the present invention, as an actuator for driving the variable nozzle vane mechanism, for example, a negative pressure type or a hydraulic type actuator may be used in addition to a motor type actuator using an electric motor as a drive source.

本発明は、可変ノズルベーン式過給機を備えた内燃機関(エンジン)の制御に利用可能であり、さらに詳しくは、ノズルベーン後端で生じる圧力脈動に起因する異音を抑制する制御に有効に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for control of an internal combustion engine (engine) equipped with a variable nozzle vane supercharger, and more specifically, can be effectively used for control for suppressing abnormal noise caused by pressure pulsation generated at the nozzle vane rear end. can do.

1 エンジン
11 吸気通路
12 排気通路
5 EGR装置
54 EGRバルブ
6 スロットルバルブ
60 スロットルモータ
23 吸気温センサ
25 エンジン回転数センサ
26 スロットル開度センサ
27 アクセル開度センサ
28 インマニセンサ(過給圧センサ)
100 ターボチャージャ(可変ノズルベーン式ターボチャージャ)
101 タービンホイール
102 コンプレッサインペラ
120 可変ノズルベーン機構
121 ノズルベーン
140 VNアクチュエータ
141 電動モータ
200 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 11 Intake passage 12 Exhaust passage 5 EGR apparatus 54 EGR valve 6 Throttle valve 60 Throttle motor 23 Intake temperature sensor 25 Engine speed sensor 26 Throttle opening sensor 27 Accelerator opening sensor 28 In manifold sensor (supercharging pressure sensor)
100 Turbocharger (Variable nozzle vane type turbocharger)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Turbine wheel 102 Compressor impeller 120 Variable nozzle vane mechanism 121 Nozzle vane 140 VN actuator 141 Electric motor 200 ECU

Claims (12)

吸気通路に配置されたスロットルバルブと、
前記吸気通路に設けられたコンプレッサインペラと、排気通路に設けられたタービンホイールと、前記タービンホイールの外周側に設けられた複数のノズルベーンを有し、前記ノズルベーンの開度を変更することによって排気ガスの流れを調整する可変ノズルベーン機構とを備えた過給機と、
前記タービンホイールよりも上流側の排気通路と前記コンプレッサインペラよりも下流側の吸気通路とを接続するEGR通路に設けられ、前記排気通路から前記吸気通路に環流する排気ガスの量を調整するEGRバルブと、
前記過給機のタービンハウジングの下流側の排気通路に設けられた触媒と、
を備えた過給機付き内燃機関の制御装置において、
加速時または減速時に、前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速が、前記過給機のタービンハウジングから触媒までの排気ガス通過空間における空間共鳴域に入る流速に到達した際に、当該ノズルベーンを通過する排気ガスの流速が前記空間共鳴域の外の流速となるように、前記スロットルバルブの開度、前記EGRバルブの開度、前記ノズルベーンの開度のいずれか1つまたは複数の開度を調整して前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速を制御する流速制御手段を備えていることを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
A throttle valve arranged in the intake passage;
The compressor impeller provided in the intake passage, the turbine wheel provided in the exhaust passage, and a plurality of nozzle vanes provided on the outer peripheral side of the turbine wheel, and exhaust gas by changing the opening degree of the nozzle vane A supercharger comprising a variable nozzle vane mechanism for adjusting the flow of
An EGR valve that is provided in an EGR passage that connects an exhaust passage upstream of the turbine wheel and an intake passage downstream of the compressor impeller, and adjusts the amount of exhaust gas that circulates from the exhaust passage to the intake passage. When,
A catalyst provided in an exhaust passage on the downstream side of the turbine housing of the supercharger;
In a control device for an internal combustion engine with a supercharger comprising:
When accelerating or decelerating, when the flow velocity of the exhaust gas that passes through the nozzle vane reaches the flow velocity that enters the spatial resonance region in the exhaust gas passage space from the turbine housing of the turbocharger to the catalyst, it passes through the nozzle vane. One or more of the opening of the throttle valve, the opening of the EGR valve, and the opening of the nozzle vane are adjusted so that the flow rate of the exhaust gas becomes a flow rate outside the spatial resonance region. A control device for an internal combustion engine with a supercharger, characterized by further comprising a flow rate control means for controlling the flow rate of the exhaust gas passing through the nozzle vane.
請求項1記載の過給機付き内燃機関の制御装置において、
前記流速制御手段は、前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速を、過給圧、吸気温度、燃料噴射量、前記スロットルバルブの開度、前記EGRバルブの開度、及び、前記ノズルベーンの開度に基づいて推定し、その推定流速が前記空間共鳴域に入る流速に到達した際に、当該ノズルベーンを通過する排気ガスの流速が前記空間共鳴域の外の流速となるように、前記スロットルバルブの開度、前記EGRバルブの開度、前記ノズルベーンの開度のいずれか1つまたは複数の開度を制御することを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 1,
The flow rate control means adjusts the flow rate of the exhaust gas passing through the nozzle vane to a boost pressure, an intake air temperature, a fuel injection amount, an opening of the throttle valve, an opening of the EGR valve, and an opening of the nozzle vane. When the estimated flow velocity reaches a flow velocity that enters the spatial resonance region, the throttle valve is opened so that the flow velocity of the exhaust gas that passes through the nozzle vane becomes a flow velocity outside the spatial resonance region. A control device for an internal combustion engine with a supercharger, which controls any one or more of the opening degree of the EGR valve and the opening degree of the nozzle vane.
請求項1または2記載の過給機付き内燃機関の制御装置において、
前記流速制御手段は、加速時に、前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速が前記空間共鳴域に入る流速に到達した際に、前記スロットルバルブの開度、前記EGRバルブの開度、前記ノズルベーンの開度のいずれか1つまたは複数の開度を制御して前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速を大きくすることを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 1 or 2,
The flow rate control means is configured to open the throttle valve, the EGR valve, and the nozzle vane when the flow rate of the exhaust gas passing through the nozzle vane reaches a flow rate that enters the spatial resonance region during acceleration. A control device for an internal combustion engine with a supercharger, wherein the flow rate of exhaust gas passing through the nozzle vanes is increased by controlling any one or a plurality of degrees of opening.
請求項3記載の過給機付き内燃機関の制御装置において、
前記EGRバルブの開度を閉じ側の所定値に設定したうえで、前記ノズルベーンの開度を閉じる側に制御することにより、前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速を大きくすることを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 3,
The flow rate of the exhaust gas passing through the nozzle vane is increased by setting the opening of the EGR valve to a predetermined value on the closing side and controlling the opening of the nozzle vane to the closing side. Control device for an internal combustion engine with a feeder.
請求項3または4記載の過給機付き内燃機関の制御装置において、
前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速が前記空間共鳴域内の流速である間、前記スロットルバルブの開度を調整して過給圧の上昇を制限することを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 3 or 4,
An internal combustion engine with a supercharger, wherein an increase in supercharging pressure is limited by adjusting an opening of the throttle valve while a flow rate of exhaust gas passing through the nozzle vane is a flow rate in the spatial resonance region. Control device.
請求項3、4または5記載の過給機付き内燃機関の制御装置において、
加速時に、前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速が前記空間共鳴域に入る流速に到達した時点から所定時間が経過するまでの間、前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速を大きくする制御を継続することを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 3, 4 or 5,
During acceleration, the control for increasing the flow rate of the exhaust gas passing through the nozzle vane is continued until a predetermined time elapses after the flow rate of the exhaust gas passing through the nozzle vane reaches the flow rate entering the spatial resonance region. A control apparatus for an internal combustion engine with a supercharger.
請求項1または2記載の過給機付き内燃機関の制御装置において、
前記流速制御手段は、減速時に、前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速が前記空間共鳴域に入る流速に到達した際に、前記スロットルバルブの開度、前記EGRバルブの開度、前記ノズルベーンの開度のいずれか1つまたは複数の開度を制御して前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速を小さくすることを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 1 or 2,
The flow rate control means, when decelerating, when the flow rate of exhaust gas passing through the nozzle vane reaches a flow rate that enters the spatial resonance region, the opening degree of the throttle valve, the opening degree of the EGR valve, and the opening of the nozzle vane. A control apparatus for an internal combustion engine with a supercharger, wherein the flow rate of exhaust gas passing through the nozzle vane is reduced by controlling any one or a plurality of degrees of opening.
請求項7記載の過給機付き内燃機関の制御装置において、
前記EGRバルブの開度を開き側の所定値に設定したうえで、前記ノズルベーンの開度を開く側に制御することにより、前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速を小さくすることを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 7,
The flow rate of the exhaust gas passing through the nozzle vane is reduced by setting the opening of the EGR valve to a predetermined value on the opening side and then controlling the opening of the nozzle vane to the opening side. Control device for an internal combustion engine with a feeder.
請求項7または8記載の過給機付き内燃機関の制御装置において、
減速時に、前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速が前記空間共鳴域に入る流速に到達した時点から所定時間が経過するまでの間、前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速を小さくする制御を継続することを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine with a supercharger according to claim 7 or 8,
During deceleration, control is performed to reduce the flow rate of the exhaust gas passing through the nozzle vane until a predetermined time elapses after the flow rate of the exhaust gas passing through the nozzle vane reaches the flow rate entering the spatial resonance region. A control apparatus for an internal combustion engine with a supercharger.
吸気通路に配置されたスロットルバルブと、
前記吸気通路に設けられたコンプレッサインペラと、排気通路に設けられたタービンホイールと、前記タービンホイールの外周側に設けられた複数のノズルベーンを有し、前記ノズルベーンの開度を変更することによって排気ガスの流れを調整する可変ノズルベーン機構とを備えた過給機と、
前記タービンホイールよりも上流側の排気通路と前記コンプレッサインペラよりも下流側の吸気通路とを接続するEGR通路に設けられ、前記排気通路から前記吸気通路に環流する排気ガスの量を調整するEGRバルブと、
前記過給機のタービンハウジングの下流側の排気通路に設けられた触媒と、
を備えた過給機付き内燃機関の制御装置において、
加速時または減速時に、前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速に比例する圧力脈動の周波数が、前記過給機のタービンハウジングから触媒までの排気ガス通過空間における空間共鳴域に入る周波数に到達した際に、当該圧力脈動周波数が前記空間共鳴域から外れるように、前記スロットルバルブの開度、前記EGRバルブの開度、前記ノズルベーンの開度のいずれか1つまたは複数の開度を調整して前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速を制御する流速制御手段を備えていることを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
A throttle valve arranged in the intake passage;
The compressor impeller provided in the intake passage, the turbine wheel provided in the exhaust passage, and a plurality of nozzle vanes provided on the outer peripheral side of the turbine wheel, and exhaust gas by changing the opening degree of the nozzle vane A supercharger comprising a variable nozzle vane mechanism for adjusting the flow of
An EGR valve that is provided in an EGR passage that connects an exhaust passage upstream of the turbine wheel and an intake passage downstream of the compressor impeller, and that adjusts the amount of exhaust gas that circulates from the exhaust passage to the intake passage. When,
A catalyst provided in an exhaust passage on the downstream side of the turbine housing of the supercharger;
In a control device for an internal combustion engine with a supercharger comprising:
When accelerating or decelerating, the frequency of pressure pulsation proportional to the flow rate of exhaust gas passing through the nozzle vane reaches a frequency that enters a spatial resonance region in the exhaust gas passage space from the turbine housing of the turbocharger to the catalyst. And adjusting one or more of the opening of the throttle valve, the opening of the EGR valve, and the opening of the nozzle vane so that the pressure pulsation frequency deviates from the spatial resonance region. A control device for an internal combustion engine with a supercharger, characterized by comprising flow rate control means for controlling the flow rate of exhaust gas passing through a nozzle vane.
吸気通路に配置されたスロットルバルブと、
前記吸気通路に設けられたコンプレッサインペラと、排気通路に設けられたタービンホイールと、前記タービンホイールの外周側に設けられた複数のノズルベーンを有し、前記ノズルベーンの開度を変更することによって排気ガスの流れを調整する可変ノズルベーン機構とを備えた過給機と、
前記過給機のタービンハウジングの下流側の排気通路に設けられた触媒と、
を備えた過給機付き内燃機関の制御装置において、
加速時または減速時に、前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速が、前記過給機のタービンハウジングから触媒までの排気ガス通過空間における空間共鳴域に入る流速に到達した際に、当該ノズルベーンを通過する排気ガスの流速が前記空間共鳴域の外の流速となるように、前記スロットルバルブの開度または前記ノズルベーンの開度のいずれか一方または両方の開度を調整して前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速を制御する流速制御手段を備えていることを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
A throttle valve arranged in the intake passage;
The compressor impeller provided in the intake passage, the turbine wheel provided in the exhaust passage, and a plurality of nozzle vanes provided on the outer peripheral side of the turbine wheel, and exhaust gas by changing the opening degree of the nozzle vane A supercharger comprising a variable nozzle vane mechanism for adjusting the flow of
A catalyst provided in an exhaust passage on the downstream side of the turbine housing of the supercharger;
In a control device for an internal combustion engine with a supercharger comprising:
When accelerating or decelerating, when the flow velocity of the exhaust gas that passes through the nozzle vane reaches the flow velocity that enters the spatial resonance region in the exhaust gas passage space from the turbine housing of the turbocharger to the catalyst, it passes through the nozzle vane. Exhaust gas that passes through the nozzle vane by adjusting one or both of the opening degree of the throttle valve and the opening degree of the nozzle vane so that the flow rate of the exhaust gas becomes a flow rate outside the spatial resonance region A control device for an internal combustion engine with a supercharger, characterized in that it comprises flow rate control means for controlling the flow rate of the engine.
吸気通路に配置されたスロットルバルブと、
前記吸気通路に設けられたコンプレッサインペラと、排気通路に設けられたタービンホイールと、前記タービンホイールの外周側に設けられた複数のノズルベーンを有し、前記ノズルベーンの開度を変更することによって排気ガスの流れを調整する可変ノズルベーン機構とを備えた過給機と、
前記過給機のタービンハウジングの下流側の排気通路に設けられた触媒と、
を備えた過給機付き内燃機関の制御装置において、
加速時または減速時に、前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速に比例する圧力脈動の周波数が、前記過給機のタービンハウジングから触媒までの排気ガス通過空間における空間共鳴域に入る周波数に到達した際に、当該圧力脈動周波数が前記空間共鳴域から外れるように、前記スロットルバルブの開度または前記ノズルベーンの開度のいずれか一方または両方の開度を調整して前記ノズルベーンを通過する排気ガスの流速を制御する流速制御手段を備えていることを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
A throttle valve arranged in the intake passage;
The compressor impeller provided in the intake passage, the turbine wheel provided in the exhaust passage, and a plurality of nozzle vanes provided on the outer peripheral side of the turbine wheel, and exhaust gas by changing the opening degree of the nozzle vane A supercharger comprising a variable nozzle vane mechanism for adjusting the flow of
A catalyst provided in an exhaust passage on the downstream side of the turbine housing of the supercharger;
In a control device for an internal combustion engine with a supercharger comprising:
When accelerating or decelerating, the frequency of pressure pulsation proportional to the flow rate of exhaust gas passing through the nozzle vane reaches a frequency that enters a spatial resonance region in the exhaust gas passage space from the turbine housing of the turbocharger to the catalyst. Further, the flow rate of the exhaust gas passing through the nozzle vane by adjusting one or both of the opening degree of the throttle valve and the opening degree of the nozzle vane so that the pressure pulsation frequency deviates from the spatial resonance region. A control device for an internal combustion engine with a supercharger, characterized by comprising a flow rate control means for controlling the engine.
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